Starch modification by tea polyphenols under ultrasonic power control: Digestive behavior and physicochemical characteristics

Chaque jour, des milliards de personnes comptent sur l'amidon pour leur énergie. C'est le glucide principal dans le régime humain, présent dans tout, des pommes de terre et du riz jusqu'aux ignames et au blé. Lorsque nous mangeons de l'amidon, notre corps le décompose en glucose, qui alimente nos cellules. Cependant, tous les amidons ne sont pas décomposés à la même vitesse. Certains types se dissolvent rapidement, provoquant un pic rapide de glycémie après un repas, tandis que d'autres se décomposent lentement ou pas du tout, offrant une libération d'énergie plus régulière. Pour de nombreuses personnes, en particulier celles qui gèrent des conditions comme le diabète de type 2, la vitesse à laquelle l'amidon se transforme en sucre est un facteur critique pour leur santé. Les scientifiques cherchent depuis longtemps des moyens de modifier la structure de l'amidon pour ralentir ce processus, espérant créer des aliments qui maintiennent des niveaux de glycémie stables sans sacrifier le goût ou la texture. Une voie prometteuse consiste à associer l'amidon à des composés végétaux naturels appelés polyphénols, qui sont abondants dans le thé et connus pour leurs bienfaits pour la santé. Le défi a été de trouver un moyen de lier ces deux ingrédients assez étroitement pour changer la façon dont le corps les digère, en utilisant des méthodes sûres, efficaces et adaptées à la production alimentaire à grande échelle.

Dans une étude récente, des chercheurs de l'Université agricole de Henan ont exploré une technique spécifique pour résoudre ce problème : utiliser des ondes sonores pour forcer les polyphénols du thé à se lier à l'amidon d'igname. L'amidon d'igname, dérivé de l'igname Tiegun, est un ingrédient nutritif mais souvent sous-utilisé qui peut être difficile à transformer. Les chercheurs voulaient voir s'ils pouvaient utiliser les ultrasons, une technologie qui utilise des ondes sonores à haute fréquence pour créer des forces physiques intenses, pour aider l'amidon et les composés du thé à se verrouiller ensemble. Ils ont préparé un mélange d'amidon d'igname et de polyphénols de thé et l'ont soumis à un traitement par ultrasons à cinq niveaux de puissance différents, allant d'un niveau doux de 96 watts à un niveau beaucoup plus fort de 480 watts. L'objectif était de trouver le « point idéal » où les ondes sonores étaient assez fortes pour réorganiser les molécules d'amidon et piéger les composés de thé à l'intérieur, mais pas trop fortes pour détruire la structure qu'elles tentaient de construire.

Les résultats ont montré que la puissance des ondes sonores faisait une différence dramatique. Lorsque le mélange était traité sans aucun ultrasons, très peu de polyphénols de thé se liaient réellement à l'amidon. Cependant, à mesure que les chercheurs augmentaient la puissance, la quantité de composés de thé attachés avec succès à l'amidon augmentait brusquement, atteignant un sommet à un réglage spécifique de 288 watts. À ce niveau optimal, la liaison était près de vingt fois plus efficace qu'en l'absence de traitement par ultrasons. S'ils augmentaient la puissance encore plus haut, à 384 ou 480 watts, l'efficacité de la liaison chutait à nouveau. Il semblait que les ondes sonores agissaient comme un outil de précision : à la bonne intensité, elles ouvraient les granules d'amidon juste assez pour laisser entrer les composés de thé et réorganiser les molécules d'amidon en une nouvelle forme plus serrée. Mais si le son était trop fort, il déchirait la structure, annulant les connexions mêmes que les chercheurs essayaient de former.

En observant attentivement l'amidon modifié sous un microscope, on a découvert exactement ce qui se passait. Les granules d'amidon d'igname originaux étaient lisses et uniformes, mais après le traitement par ultrasons, ils ressemblaient à des morceaux irréguliers et fragmentés avec de nombreux petits trous et pores. Cette surface poreuse et rugueuse était cruciale car elle permettait aux molécules de polyphénols de thé de s'insérer profondément dans la matrice d'amidon, plutôt que de simplement reposer à la surface. Les chercheurs ont confirmé que cette nouvelle structure était un type spécifique d'arrangement moléculaire connu sous le nom de complexe d'inclusion de type V, où les chaînes d'amidon s'enroulent autour des molécules de thé comme un escalier en colimaçon. Cette structure était la plus parfaite et la plus ordonnée dans les échantillons traités à 288 watts, qui présentaient également le niveau de cristallinité le plus élevé, ce qui signifie que les molécules étaient regroupées selon un motif très stable et rigide.

Ce changement structurel a eu un effet profond sur la façon dont le corps digérerait l'aliment. Lorsque les chercheurs ont testé l'amidon modifié dans un environnement digestif simulé, ils ont constaté que la version traitée à 28 de 288 watts était nettement plus difficile à décomposer. La quantité d'amidon rapidement convertie en sucre a chuté, tandis que la quantité d'amidon résistant — la matière qui traverse le système digestif sans être absorbée — a augmenté considérablement. Par conséquent, l'indice glycémique estimé, une mesure de la façon dont un aliment fait monter le taux de sucre dans le sang, est tombé à un niveau bas. L'étude a également suivi la manière dont les composés de thé étaient libérés pendant la digestion. Ils ont constaté que le thé était libéré lentement et régulièrement au fil du temps, plutôt que d'un seul coup. Crucialement, les chercheurs ont mesuré l'activité des enzymes digestives elles-mêmes et ont trouvé que les composés de thé n'empêchaient pas les enzymes de fonctionner. Au lieu de cela, la digestion ralentie était causée par la structure physique de l'amidon lui-même ; l'arrangement serré et poreux rendait simplement difficile pour les enzymes d'atteindre les molécules d'amidon pour les décomposer.

L'étude a également examiné comment l'amidon modifié se comportait avec la chaleur et l'eau. Les échantillons traités au réglage optimal de 288 watts ont montré une meilleure stabilité lors du chauffage, ce qui signifie qu'ils peuvent supporter des températures plus élevées avant de se décomposer, un trait souhaitable pour la cuisson et la transformation. Ils retiennent également l'eau différemment de l'amidon brut, formant un réseau plus dense qui résiste au gonflement et à la dissolution rapide. Ces changements physiques suggèrent que l'amidon modifié pourrait être utilisé dans une variété de produits alimentaires sans perdre sa texture ou sa stabilité. Les chercheurs ont conclu que l'utilisation des ultrasons à un niveau de puissance modéré et spécifique est un moyen efficace et efficient de créer un nouveau type d'ingrédient alimentaire fonctionnel. En piégeant physiquement les polyphénols de thé à l'intérieur de l'amidon d'igname, ils ont créé un matériau qui se digère lentement, maintient les niveaux de glycémie plus stables et conserve les propriétés bénéfiques de l'amidon et du thé, offrant un outil potentiel pour le développement d'aliments plus sains pour les personnes préoccupées par leur taux de sucre dans le sang.