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Maïs commun

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Qualité des protéines pour les enfants

La qualité des protéines de maïs évaluée pour les enfants relevant de malnutrition protéino-calorique a été étudiée par différents chercheurs. Le tableau 26 fait apparaître les résultats de leurs travaux lorsque le mais cuit à la chaux est supplémenté par du gluten de maïs, afin d'obtenir un produit à plus forte teneur en protéines et de permettre de renforcer l'apport protéique pour une moindre consommation d'aliments solides. Les carences en acides aminés des protéines du maïs se sont trouvées ainsi mises en évidence, ce qui a facilité leur dépistage au moyen de la technique du bilan azoté(Scrimshaw et al., 1958; Bressani et al., 1958, 1963). Comme il fallait s'y attendre, les résultats ont fait apparaître une diminution de la rétention azotée à mesure que diminuait l'apport en azote; pourtant, même pour un apport élevé en azote de 469 mg par kilogramme de poids corporel et par jour, la rétention était sensiblement inférieure à la rétention azotée obtenue à partir de lait donné en quantités fournissant le même niveau de protéines. La digestibilité apparente des protéines, exprimée en disponibilité d'azote, était sensiblement comparable pour les différents apports azotés, l'écart étant de 72 pour cent à 78 pour cent. Le tableau 27 résume des études de bilan azoté menées chez des enfants nourris au mais cuit à l'eau. La rétention azotée à partir du maïs était sensiblement inférieure à celle du lait pour un même niveau d'apport protéique. La digestibilité des protéines était de 80 pour cent pour le lait et de 75 pour cent pour le maïs (Viteri, Martinez et Bressani, 1972). Comme l'indique le tableau 28, des données analogues ont été obtenues avec l'albumen de maïs cuit et le mais normal entier (Graham, Placko et Maclean, 1980). Dans ce cas, le bilan azoté était plus faible pour l'albumen de maïs commun que pour les grains entiers et inférieur aux résultats obtenus avec la caséine, protéine de référence. Graham et al. ( 1980) ont calculé que pour équilibrer la rétention azotée obtenue avec la caséine, il faudrait que les enfants obtiennent du maïs 203,9 pour cent de leurs besoins énergétiques, ce qui est évidemment impossible.

TABLEAU 27 - Bilan azoté chez des enfants nourris au maïs commun et au lait

Alimentation Apport (g/kg/jour) Apport en protéines (g/kg/jour) Azote absorbé (g/kg/jour) Azote fixé (g/kg/jour) Pourcentage de l'apport d'azote absorbé Pourcentage de l'apport d'azote fixé
Lait 195 1,25 157 75 80 38
  (175 à 210) (114 à 181) (40 à 106) (61 à 47) (22 à 50)  
Maïs commun 192 1,25 144 30 75 16
  (183 à 198) (129 à 157) (10 à 59) (66 à 20) (5 à 30)  

TABLEAU 28 - Bilan azoté chez les enfants nourris aux grains entiers de maïs commun et à la farine d'albumen de maïs.

Alimentation Azote absorbé (Pourcentage d'ingestion) Azote fixé (Pourcentage d'ingestion)
Albumen 64,1 ± 11,4 15,1 ± 8,9
Caséine 81,8 ± 5,2 37,0 ±14,2
Grains entiers 73,1 ± 1,9 26,8 ± 4,6
Caséine 83,5 ± 2,5 39.6 ± 9,1

TABLEAU 29 - Effets sur la rétention azotée d'additions de lysine, de tryptophane et de méthionine au maïs préparé à la chaux (valeurs de l'azote en mg/kg/jour)

Régime Azote ingéré Azote fécal Azote urinaire Azote absorbé Azote fixé
Régime de base (B) 461 117 334 344 10
B + tryptophane 457 115 289 342 53
B + tryptophane + lysine 464 135 243 329 86
B + tryptophane + lysine + méthionine 459 135 272 324 52

Comme cela a été dit précédemment, les protéines du germe apportent effectivement une contribution importante en acides aminés indispensables, aussi les produits alimentaires à base de maïs dégermé, y compris l'albumen de maïs à haute qualité protéique, sont-ils toujours plus pauvres en qualité protéique que les grains entiers. De même, un maïi à haute teneur en zéine est de moindre qualité qu'un mais à plus faible teneur en prolamine, en raison d'une plus forte carence relative en lysine et d'un plus fort déséquilibre des acides aminés essentiels, par exemple le rapport leucine/isoleucine.

Supplémentation en acides aminés

Ainsi que l'ont montré les études sur l'animal, il est largement admis que les protéines du maïs sont déficientes en lysine et en tryptophane. Toutefois, lors d'études chez l'enfant, on s'est attaché à comparer la teneur en acides aminés indispensables du maïs traité à la chaux supplémenté par 5 pour cent de gluten de maïs pour obtenir un produit à plus forte teneur en protéines(Scrimshaw et al., 1958; Bressani et al., 1958, 1963). Les niveaux d'acides aminés indispensables de cet aliment à base de maïs ont été comparés avec la teneur en acides aminés de la protéine de référence de la FAO ( 1957). Cette comparaison a fourni, par ordre d'importance, les carences suivantes en acides aminés: tryptophane, lysine, méthionine, valine, isoleucine et thréonine. Elle a aussi donné les quantités d'acides aminés nécessaires pour atteindre le niveau de référence. Des résultats représentatifs obtenus chez deux enfants nourris à raison de 3 g de protéines par kilogramme de poids corporel et par jour sont reproduits au tableau 29. Il y a eu apparemment réaction à l'addition de 148 mg de DL-tryptophane par gramme d'azote, considérablement améliorée par l'addition simultanée de tryptophane et de lysine, cette dernière à raison de 243 mg par gramme d'azote. L'addition de méthionine a réduit la rétention azotée. Dans d'autres études, des expérien ces portant sur le bilan azoté ont été entreprises pour s'informer de la réponse précédemment obtenue par l'addition du tryptophane seul. Les résultats concernant deux sujets (tableau 30) montrent clairement que le tryptophane n'a en rien amélioré la qualité protéique. En revanche, l'addition de lysine a paru entraîner une réponse, ce qui laisse supposer que la lysine est un facteur plus limitant que le tryptophane. Des études analogues ont été conduites en donnant à des enfants 2 g de protéines par kilogramme de poids corporel et par jour. Les résultats concernant deux enfants sont résumés au tableau 31. L'addition de tryptophane n'a pas entraîné de rétention azotée positive, mais l'addition de tryptophane et de lysine avec et sans isoleucine a amélioré le bilan azoté. Comme cela avait été précédemment démontré, l'addition de méthionine a diminué la rétention azotée.

TABLEAU 30 - Réponse à la lysine et au tryptophane ajoutés seuls (valeurs de l'azote en mg/kg/jour)

Régime Azote ingéré Azote fécal Azote urinaire Azote absorbé Azote fixé
Sujet no°1          
Lait 586 93 320 393 73
Régime de base (B) 474 185 349 289 - 60
B + tryptophane 474 108 352 366 14
B 479 111 346 368 22
B + lysine 482 120 324 362 38
Sujet n °2          
Lait 392 45 295 347 52
Régime de base (B) 320 56 273 264 - 9
B + lysine 335 54 257 285 24
B 346 63 287 283 - 4
B + tryptophane 337 52 308 285 - 23

TABLEAU 31 - Effets sur la rétention azotée d'additions de lysine, de tryptophane, d'isoleucine et de méthionine à du maïs préparé à la chaux (valeurs de l'azote en mg/kg/jour)

Régime Azote ingéré Azote fécal Azote urinaire Azote absorbé Azote fixé
Régime de base (B) 320 68 270 252 -18
B + tryptophane 320 91 241 229 -12
B + tryptophane + lysine 321 105 201 216 15
B + tryptophane + lysine + isoleucine 321 90 207 231 24
B + tryptophane + lysine + isoleucine + méthionine 314 84 217 230 13
B 319 98 242 221 -21

Des expériences de bilan azoté ont été conduites avec un apport protéique de 1,5 g par kilogramme de poids corporel et par jour. Les résultats concernant un enfant sont reproduits au tableau 32. Bien que l'addition de lysine n'ait pas entraîné de bilan positif? elle a effectivement eu tendance à provoquer une diminution des pertes d'azote. L'amélioration apportée par la lysine et le tryptophane, avec et sans isoleucine, est évidente. L'addition de méthionine, même à ce niveau d'ingestion de protéines, a déprimé le bilan azoté, comme précédemment démontré pour des apports de protéines plus importants.

TABLEAU 32 - Effets de la supplémentation en acides aminés du maïs en ingestions de 1,5 g de protéines par kilogramme de poids corporel et par jour (valeurs de l'azote en mg/kg/jour)

Traitement Azote ingéré Azote fécal Azote urinaire Azote absorbe Azote fixé
Régime de base (B) 241 71 187 170 -17
B + lysine 239 59 184 180 -4
B + lysine 239 48 193 191 -2
B + lysine + tryptophane 239 47 162 192 30
B + lysine + tryptophane + isoleucine 240 44 150 196 46
N + lysine + tryptophane + isoleucine + métionine 240 55 162 185 23
B 235 45 193 190 -3

Devant la cohérence des résultats, les données obtenues par niveaux protéiques pour les différents traitements diététiques ont été réunies. Les résultats sont reproduits au tableau 33. Il n'y a eu de réponse à l'addition de tryptophane qu'au niveau supérieur d'apport en protéines alimentaires, mais la réponse à la lysine a été cohérente à tous les niveaux d'ingestion de protéines, ce qui laisse supposer que cet acide aminé est plus déficient que le tryptophane. Toutefois, la réponse à l'addition de la seule lysine était faible et sans grande signification nutritionnelle, ce qui implique la nécessité d'ajouter les deux acides aminés en même temps, comme c'est le cas dans les aliments supplémentaires.

Un niveau d'azote de 239 mg par kilogramme de poids corporel et par jour équivaut à 20 g de maïs par kilogramme et par jour, soit à peu près aux 200 g de maïs normalement ingérés par les enfants. La supplémentation par la seule lysine resterait sans beaucoup d'effet. Cependant, lorsqu'on y ajoute aussi le tryptophane, la rétention azotée est sensiblement plus élevés et surpasse même celle du lait au niveau supérieur de protéines alimentaires. La conclusion générale qui se dégage des résultats obtenus par la supplémentation du maïs en acides aminés est qu'il faut ajouter à la fois lysine et tryptophane pour obtenir une réponse significative sur le plan de la qualité des protéines, mesurée en rétention azotée. Il apparaît en même temps que les deux acides aminés sont également limitants, bien que l'addition de la lysine seule ait eu tendance à améliorer légèrement la qualité protéique, alors que les résultats fournis par l'addition de tryptophane n'étaient pas significatifs.

TABLEAU 33 - Bilan azote chez des enfants nourris au maïs préparé à la chaux à différents niveaux d'ingestion de protéines avec et sans sunaIémentation en acides aminés (niveaux d'azote en mg/kg/jour)

Traitement

2.9 g lie protéines/kg/jour

2,1 g de protéines/kg/jour

1,5g de protéines/kg/jour dietétique

  Apport azoté Bilan azoté Apport azoté Bilan azoté Apport azoté Bilan azoté
Régime de base (B) 469 14 326 -5 238 -10
B + tryptophane 465 33 327 -17 - -
B + lysine 482 38 335 24 239 -4
B + lysine +tryptophane 461 83 328 36 239 30
B + tryptophane + lysine + isoleucine 475 108 335 40 240 46
Lait 458 70 364 73 - -

L'effet de la méthionine mérite une observation. On l'a expliqué par un déséquilibre des acides aminés, parce que le mais contient déjà suffisamment de cet acide aminé pour satisfaire les besoins nutritionnels.

Les résultats reproduits au tableau 34 indiquent que la valine déprime elle aussi la rétention azotée et que cet effet peut être inversé par addition d'isolencine et de thréonine. Une étude plus approfondie chez le chien a permis de conclure qu'il existe également une étroite interrelation entre ces quatre acides aminés - méthionine, valine, isolencine et thréonine (Bressani, 1962, 1963).

TABLEAU 34 - Effet de la supplémentation du maïs par des acides aminés multiples (valeurs de l'azote en mg/kg/jour)

Régime Azote ingéré Azote fécal Azote urinaire Azote absorbé Azote fixé
Régime de base(B) 471 117 315 354 39
B + lysine + tryptophane + méthionine 451 223 244 228 -16
B + lysine + tryptophane + méthionine + valine 454 241 242 213 -29
B + lysine + tryptophane + méthionine + valine + isoleucine 460 128 265 332 67
B + lysine + tryptophane + méthionine + valine + isoleucine + thréonine 447 190 218 257 39
B + lysine + tryptophane + méthionine + valine + isoleucine + thréonine 450 129 23e 321 83

Il est très important d'apprendre que les enfants sont sensibles à d'aussi faibles modifications des proportions des acides aminés, faciles à déceler sur une courte période par analyse du bilan azoté. Les données présentées ici montrent à quel point il importe d'établir un juste équilibre entre les acides aminés essentiels si l'on veut obtenir une rétention maximale de l'azote. C'est là le principe même de la supplémentation en acides aminés. Les résultats obtenus à la supplémentation du maïs en acides aminés confirment les données des études chez le rat, le porc et d'autres animaux. Les résultats des études effectuées sur des sujets humains adultes sont présentés à la section suivante.

TABLEAU 35 Résumé des bilans azotés d'enfants nourris au lait entier et au mais opaque-2 (valeurs de l'azote en mg/kg/jour)

Traitement Azote ingéré Azote fécal Azote urinaire Azote absorbé Azote fixé Pourcentage d'azote absorbé Pourcentage d'azote fixé
1,8 g de protéines/kg/jour              
Lait 277 52 157 225 68 81,2 24,5
Opaque-2 295 72 140 223 83 75,6 28,1
Lait 271 42 152 229 77 84,5 28,4
1,5 g de proteines/kg/jour              
Lait 187 31 88 156 68 83,4 36,4
Opaque-2 238 68 108 170 62 71,4 26,0
Lait 190 34 108 156 48 82,1 25,3

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