Evaluation of the nutritional and functional properties during processing of edible drink in the highlands of Ecuador

Dans l'air rare et ténu des Andes, où le soleil est ardent et les nuits sont froides, le maïs est plus qu'une simple culture ; c'est une planche de salut. Depuis des millénaires, les populations de ces régions de haute altitude de l'Équateur cultivent ce grain, l'adaptant pour survivre à des conditions qui étoufferaient d'autres plantes. Bien que le maïs soit mondialement connu comme une source d'énergie, fournissant l'amidon qui alimente nos corps, il recèle également un potentiel caché au sein de ses grains. Selon la couleur du grain, la plante contient différents composés naturels pouvant agir comme antioxydants, aidant à protéger le corps contre les dommages. Au cours des dernières décennies, les scientifiques ont appris que la façon dont nous transformons les aliments — que nous les laissions germer, les cuisions ou les laissions fermenter — peut modifier considérablement ces propriétés nutritionnelles. Cela est particulièrement vrai pour les boissons fermentées traditionnelles, où l'action des microbes transforme les sucres simples en saveurs complexes et en substances potentiellement bénéfiques. Comprendre ces changements ne consiste pas seulement à préserver la tradition ; il s'agit de trouver de nouvelles façons d'améliorer la nutrition et de créer de la valeur pour les agriculteurs qui cultivent ces variétés uniques.

Une équipe de chercheurs de l'Équateur et de Corée du Sud s'est lancée dans l'exploration de ce potentiel en examinant cinq types spécifiques de maïs développés pour les hautes terres. Ces variétés, créées par l'Institut National de Recherche Agricole de l'Équateur, diffèrent par leur couleur et leur texture, allant du blanc et jaune au violet noir profond. Les scientifiques voulaient voir ce qui arrive à la composition nutritionnelle de ces grains lorsqu'ils passent par trois étapes distinctes : d'abord sous forme de grains crus, puis après avoir été mis à germer, et enfin après avoir été transformés en une boisson fermentée traditionnelle appelée chicha. L'objectif était de déterminer si les étapes de transformation favorisaient ou nuisaient aux composés bénéfiques, et quelle variété de maïs serait la meilleure candidate pour la création d'une boisson saine et fonctionnelle.

Le voyage a commencé en laboratoire avec les grains crus. Les chercheurs ont mesuré les traits physiques de chaque variété, notant que les grains blancs et farineux étaient les plus gros et les plus lourds, tandis que les grains jaunes et sucrés étaient les plus petits. Ils ont également analysé la couleur des grains à l'aide d'un instrument sensible qui mesure la clarté et la teinte. Comme prévu, la variété noir-violet était la plus sombre, tandis que les grains jaunes et blancs étaient beaucoup plus clairs. Cette différence de couleur est significative car elle laisse présager la présence de différents pigments naturels, tels que les caroténoïdes jaunes présents dans les grains clairs et les anthocyanes violets présents dans les plus sombres. Ces pigments sont souvent liés à des bienfaits pour la santé, agissant comme des antioxydants qui neutralisent les molécules nocives dans le corps.

Ensuite, l'équipe a pris les grains et les a laissés germer. Ce processus implique de faire tremper les graines dans l'eau et de les laisser dans un environnement chaud jusqu'à ce qu'elles commencent à pousser. Durant cette étape, les graines s'éveillent et commencent à décomposer leur énergie stockée pour alimenter la nouvelle plante. Les chercheurs ont découvert que ce processus de germination modifiait le paysage chimique des grains. Dans presque toutes les variétés, la quantité de sucre augmentait à mesure que l'amidon était décomposé en formes plus simples. Plus important encore, la germination a déclenché une hausse des polyphénols, un groupe large de composés végétaux connus pour leurs propriétés antioxydantes. La capacité des grains à lutter contre l'oxydation s'est améliorée de manière générale. Cependant, les résultats n'étaient pas uniformes ; la variété violet foncé a connu une légère baisse de sa teneur en anthocyanes pendant la germination, probablement parce que ces composés délicats sont sensibles aux changements se produisant à l'intérieur de la graine. Parallèlement, l'une des variétés de maïs jaune a montré une augmentation marquée des caroténoïdes, suggérant que le processus de germination peut booster des nutriments spécifiques selon la composition génétique du grain.

La dernière étape de l'expérience consistait à transformer le grain germé en boisson. Les chercheurs ont mélangé le maïs moulu et germé avec de l'eau et l'ont laissé fermenter pendant deux jours à température ambiante. C'est la méthode traditionnelle pour fabriquer la chicha, une boisson qui fait partie du régime alimentaire des Andes depuis des siècles. À mesure que le mélange fermente, l'environnement change rapidement. L'acidité du liquide augmente et le pH chute, créant un milieu où les bactéries bénéfiques et les levures peuvent prospérer. Les chercheurs ont suivi ces changements quotidiennement, observant que les niveaux de sucre fluctuaient à mesure que les microbes les consommaient. Lorsqu'ils ont analysé la boisson finale, ils ont constaté que le processus de fermentation réduisait généralement l'activité antioxydante globale par rapport au grain germé. Cela suggère que les microbes ou les conditions chimiques de la fermentation peuvent décomposer certains des composés bénéfiques. Cependant, il y avait une exception notable. La variété violet foncé, INIAP 199, a conservé un niveau très élevé de polyphénols même après la fermentation, se distinguant ainsi des quatre autres variétés.

L'étude ne s'est pas arrêtée à l'analyse chimique ; elle a également interrogé les gens sur leur avis concernant les boissons. Un panel de quarante personnes, comprenant des locaux et des chercheurs, a goûté la chicha préparée à partir de chacune des cinq variétés de maïs. Ils ont évalué les boissons selon la couleur, l'odeur, le goût et la texture. Les résultats étaient frappants. La boisson fabriquée à partir du maïs violet foncé a reçu les scores les plus élevés pour la couleur et la qualité globale. Les panélistes ont clairement préféré la teinte profonde et riche de la variété violette. En revanche, la boisson fabriquée à partir de la variété de maïs blanc a reçu les scores les plus bas sur tous les plans, particulièrement pour l'odeur et le goût. Cette préférence pour la variété sombre concorde avec les résultats chimiques, car le grain violet non seulement présentait l'aspect le plus attrayant, mais contenait également les niveaux les plus élevés de composés promoteurs de la santé ayant survécu au processus de fermentation.

Les chercheurs ont conclu que le choix de la variété de maïs est crucial lors du développement d'aliments fonctionnels. Bien que la germination augmente généralement la valeur nutritionnelle du grain en augmentant les sucres et les antioxydants, l'étape de fermentation ultérieure peut en altérer les bienfaits. L'étude suggère que tous les maïs ne se valent pas à cet égard. La variété violet foncé, INIAP 199, s'est imposée comme une exception, offrant une combinaison unique d'un haut contenu en antioxydants et d'un fort attrait pour les consommateurs. Cette conclusion pointe vers une stratégie spécifique pour les agriculteurs et les producteurs de l'agroalimentaire : en sélectionnant la bonne variété et en comprenant comment elle réagit à la transformation, il est possible de créer des produits traditionnels qui soient à la fois délicieux et nutritionnellement supérieurs. Ce travail souligne que la diversité génétique du maïs dans les hautes terres équatoriennes recèle un potentiel inexploité pour améliorer la santé humaine et soutenir les économies locales, à condition que les méthodes de transformation soient adaptées pour préserver les qualités uniques de chaque grain.