L‘impact nutritionnel de l‘amidon, de la pectine et du β-glucan

Plusieurs PS (dont les amidons, les pectines et les β-glucans) sont connus comme modulateur de la digestion des nutriments et de réponses métaboliques (Acton et al., 1982; Larsen et al., 1994; Mouecoucou et al., 2003; Kim, 2005; Cani et al., 2006; Leung et al., 2006a; Lazaridou and Biliaderis, 2007; Polovic et al., 2007; Wood, 2008).

1.3.2.1 L’amidon

Tous les amidons ne sont pas digérés de la même façon et peuvent provoquer des réponses glycémiques et hormonales différentes. L‘arrangement de l‘amylose et de l‘amylopectine et leurs interactions avec les autres composés de l‘aliment (protéines, lipides, fibres, etc…) déterminent leur susceptibilité à l‘enzyme digestive α-amylase, et modulent ainsi labiodisponibilité du glucose (Eliasson, 2004). L‘α-amylase hydrolyse les liaisons linéaires α (1 - 4) des chaines linéaires des amyloses et des amylopectines. Son activité est diminuée par l‘encombrement stérique causé par les ramifications présentes dans les amylopectines. Ceci explique que l‘augmentation de la concentration du glucose sanguin est moins prononcée après la consommation d‘aliments contenant des amidons, comparativement à des aliments contenant des sucres simples (mono et disaccharides) (Eliasson, 2004). De plus, les amidons réticulés sont plus résistants à l‘hydrolyse et ont un rôle de prébiotiques au niveau de la microflore colique (Warrand, 2006).

Ou et al. (2001) ont proposé (suite à une étude in vitro) qu‘un amidon riche en amylose et résistant aux enzymes (modification chimique) ralentissait l‘absorption du glucose selon trois phénomènes : augmentation de la viscosité du milieu qui retarde l‘action de l‘α- amylase, interaction du glucose libre avec l‘amidon diminuant la concentration de glucose disponible à l‘absorption. Ratnayake et al. (2002) ont aussi montré que des amidons de pois riches en amylose diminuaient le taux d‘apparition du glucose sanguin et l‘indice glycémique (indice exprimant la concentration de glucose sanguin 2 h après la prise alimentaire par rapport à une diète de référence).

1.3.2.2 La pectine

Les pectines sont des fibres solubles constituées, selon la définition du comité technique de l‘association américaine des chimistes des céréales, d‘un groupe de substances obtenues des plantes qui résiste aux enzymes digestives humaines. Elles ont été associées à diverses activités biologiques telles que des activités immunostimulante, anti-métastasique, anti- ulcère et anti-néphrotique (Yu et al., 2001; Seymour and Knox, 2002).

Des pectines LM et HM ont diminué significativement l‘absorption intestinale du glucose et de l‘eau chez des rats perfusés pendant 30 min avec une solution isotonique d‘électrolytes, du glucose (10 mM/L) et les pectines (10 g/L) (Kim, 2005). Les pectines HM ont eu un effet plus marqué sur la baisse de l‘absorption du glucose (- 38 %) que la pectine LM (Kim, 2005). Ces résultats sont en accord avec l‘étude de Sanchez et al. (2008) qui a montré que la présence d‘une pectine HM dans une diète (10 % de la diète) diminuait significativement l‘absorption du glucose, la sécrétion d‘insuline et le niveau de cholestérol en comparaison avec une diète pauvre en fibres. Selon Kim (2005), les pectines augmenteraient la viscosité au niveau de la muqueuse intestinale où les sites d‘absorption du glucose se trouvent ; son absorption serait alors diminuée. Fuse et al. (1989) ont aussi montré dans deux études chez le rat et l‘humain, où les intestins ont été perfusés avec des solutions d‘acide linoléique et de glucose, que l‘absorption de ces nutriments diminuait significativement avec l‘augmentation de la concentration en pectine (entre 5 et 15 g/L). Cette diminution d‘absorption a été expliquée par l‘apparition d‘une couche visqueuse consituée de pectine au niveau de la muqueuse intestinale (Fuse et al., 1989).

La présence de pectine affecterait aussi la digestion des protéines. Selon la nature des pectines et leur quantité, la digestion de caséines a été affectée différemment et les nutriments azotés issus de cette digestion variaient (Kossori et al., 2000). Kossori et al. (2000) ont montré avec un modèle de digestion in vitro, que la pectine issue de pulpe de poire permettait un largage plus lent de l‘N (par dialyse) qu‘avec des pectines issues de la peau ou des pépins de poire, ou encore, issues d‘agrumes. Ces auteurs expliquent que le ralentissement du largage serait du à l‘interaction des pectines avec les enzymes ou avec les caséines plutôt qu‘à l‘augmentation de viscosité du milieu. Cependant, Mouecoucou et al.

(2003) suggèrent à la fois une influence de la viscosité en présence de pectine et les interactions pectine-protéines pour expliquer la baisse de digestibilité pepsique, trypsique et chymotrypsique de la β-Lg en présence de pectine LM.

Au niveau du côlon, les pectines comme toutes les fibres ont un rôle de prébiotiques. Dongowski et al. (2002) ont montré que la présence de pectines LM et HM (6.5 % dans une diète) augmentait la production d‘acides gras à courtes chaînes par les bactéries du côlon, en particulier avec les pectines LM. Ces résultats suggèrent donc un impact des pectines sur la croissance et le développement du microbiote colique (Dongowski et al., 2002), connu pour moduler des réponses hormonales postprandiales régulant le métabolisme du glucose et l‘insulinémie (Cani et al., 2009).

1.3.2.3 Le β-glucan

Les β-glucans sont considérés comme des fibres et ont différents effets biologiques tels que la prévention de la constipation, la réduction des risques de cancer colorectal, la production d‘acides gras à courte chaîne et la diminution du cholestérol (Brennan, 2005a).

Les β-glucans augmentent la viscosité du contenu stomacal et ralentissent ainsi le transit dans le petit intestin (Johansen et al., 1996) en diminuant la diffusion des enzymes et des nutriments. Il a été démontré que l‘ajout de β-glucan (8 %) diminuait de 50 % la désintégration de pains (mesurée par % des particules non digérées) lors d‘une digestion gastrique (30 min) et iléale (120 min) in vitro (Thondre et al., 2010).

Ce PS, ajouté dans une diète, est connu pour diminuer les réponses glycémiques et insulinémiques (Makelainen et al., 2006; Tosh et al., 2008). Quatre grammes de β-glucan ajoutés dans des muffins permettraient la diminution (15 %) de la hausse du pic de glucose et du pic d‘insuline en comparaison avec le même muffin sans PS (Tosh et al., 2008). La diminution de l‘activité de l‘α-amylase intestinale due à l‘augmentation de la viscosité du milieu expliquerait la diminution d‘absorption du glucose (Englyst and Cummings, 1985). La production d‘acides gras à courte chaine produits durant la fermentation colique de fibres et absorbés au niveau du colon peut influencer le métabolisme du glucose hépatique

(augmenter ou diminuer la glycolyse) (Anderson and Bridges, 1984) ce qui pourrait moduler la réponse insulinémique.