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Volume VII, numéro 1, hiver 2010-2011

PUBLICATION OFFICIELLE DU RÉSEAU DES ALIMENTS ET DES MATÉRIAUX D’AVANT-GARDE

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Hongyang Zheng, le professeur Nick Low et Allison Ozog, chercheurs de l’Université de la Saskatchewan, ont conçu un système permettant d’effectuer un suivi de la sécurité et de l’authenticité des aliments, du laboratoire à la table.

À la recherche

de l’authenticité À L’INTÉRIEUR : • D es produits de boulangerie avec des gras sains ... page 8 • Des conseils nutritionnels basés sur votre ADN ... page 12 • Des pelures de pomme antioxydantes ... page 18 AFMNet – ADVANCE 2010-2011

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team understand the r, they’ve found it can , ultimately helping to derstand how and why

on the specific characity to react with genes. learn more about the sue and blood samples, nce. y people have CFS, to nd treatment measures

Paula Bialski

oaches: nutrigenomics

Le magazine Advance : sept ans déjà

using the peptide. He says the peptide could be used in developing specific foods with antioxidative stress qualities or to make supplements that could help expel stress. He notes that AFMNet enables him to bring many experts together for this research. “This is an exciting interdisciplinary project. We’re developing a cross-linked partnership with other AFMNet research projects, industry partners and medical sectors to gather our ideas for cuttingedge research of chronic fatigue in Canada.” Also involved in this research are University of Guelph professors Ming Fan of the Department of Animal and Poultry Science and Gordon Kirby of the Department of Biomedical Sciences, University of Toronto nutritional scientist Ahmed El-Sohemy and Rong Cao of Agriculture and Agri-Food Canada.  AFMNet – ADVANCE 2006 / 07

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Mot de bienvenue Volume VII, numéro 1, hiver 2010-2011 Publication officielle du Réseau des aliments et des matériaux d’avant-garde

Directrice de la rédaction Louise Jessup Rédacteur en chef Owen Roberts Directrice associée Hayley Millard Coordonnatrice de projet Natalie Osborne Réviseure Stacey Curry Gunn Gestionnaire de projet Lise Smedmor

Directrice financière Jan Smith Adresse AFMNet Louise Jessup, directrice des communications 150, Research Lane, bureau 215 Guelph (Ontario), Canada N1G 4T2 Courriel : louise.jessup@afmnet.ca Visitez le site Web de l’AFMNet au : www.afmnet.ca

président du conseil d’administration, AFMNet

Dr Rickey Yada

Conception graphique JnD Marketing

Dr Larry Milligan

Cette publication vise à favoriser le dialogue au sujet des recherches menées au Canada sur les aliments et les matériaux de pointe, ainsi qu’à en faciliter la compréhension.

Bienvenue au septième numéro d’Advance, la publication officielle du Réseau des aliments et des matériaux d’avant-garde (AFMNet). L’AFMNet est l’organisme national de recherche sur les aliments et les biomatériaux du Canada. Ensemble, nos chercheurs contribuent à créer de nouveaux produits et processus à valeur ajoutée, à la fois commercialisables et acceptables sur le plan social, qui profiteront à tous les Canadiens. En partenariat avec l’industrie, le gouvernement, les organismes sans but lucratif et les établissements de recherche nationaux et étrangers, l’AFMNet fait la promotion d’un Canada en meilleure santé. Le présent numéro contient des nouvelles passionnantes au sujet de recherches mentionnées dans des numéros précédents. Il y sera question des progrès que Rotimi Aluko et son équipe ont réalisés afin de permettre à leur produit alimentaire naturel destiné à réduire l’hypertension et à ralentir la progression des maladies du rein de s’approcher de la commercialisation, des avancées captivantes qu’ont connues les travaux de Louise Nelson visant à limiter les pertes de l’industrie pomicole et de la façon dont Dérick Rousseau et son groupe de chercheurs permettent à l’industrie alimentaire de préserver le goût salé que réclament les consommateurs tout en éliminant les risques pour la santé, et ce, sans compromettre la salubrité des produits. Il y sera également question de quelques nouveaux projets de l’AFMNet. Vous y découvrirez les travaux d’Ahmed El-Sohemy qui travaille à la mise au point d’une trousse d’analyse en nutrigénomique, soit l’étude des interactions entre nos gènes et notre alimentation. Vous découvrirez également les antioxydants à base de pelures de pommes de Vasantha Rupasinghe, qui souhaite offrir tous les bienfaits pour la santé des acides gras oméga-3 en leur conférant une odeur, une texture et un goût appétissants. L’année 2011 s’annonce trépidante pour l’AFMNet au moment où nous déployons beaucoup d’efforts pour nous repositionner, de façon pertinente et efficace, sans l’aide du financement des Réseaux de centres d’excellence. Nous sollicitons votre appui pendant cette période de mise au point. Vos idées sont d’ailleurs les bienvenues. Nous espérons que vous apprécierez ce numéro d’Advance et vous encourageons à le faire circuler. Nous vous prions d’agréer, chers collègues et amis, nos sincères salutations.

directeur scientifique, AFMNet

Les articles parus dans cette publication sont signés par des étudiants du programme Étudiants communiquant les liens et les avancées technologiques et scientifiques (ÉCLATS) de l’Université de Guelph, en Ontario, au Canada. Postes-publications – numéro de convention 40064673 En cas d’impossibilité de livraison au Canada, veuillez retourner à : AFMNet, 150, Research Lane, bureau 215 Guelph (Ontario), Canada N1G 4T2

Dr Larry Milligan Président du conseil d’administration, AFMNet

Dr Rickey Yada Directeur scientifique, AFMNet

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COLLABORATEURS

Tous les articles du magazine Advance sont signés par des étudiants du programme Étudiants communiquant les liens et les avancées technologiques et scientifiques (ÉCLATS) de l’Université de Guelph. Le mandat d’ÉCLATS est de rédiger des résultats de recherche et de les diffuser de façon à intéresser le public. En 2009-2010, ÉCLATS a célébré 20 ans de rédaction, de photo, de vidéo et de production scientifique. Carol Moore est une étudiante de sixième année en zootechnie qui a grandi à Sussex, au NouveauBrunswick, à deux pas de l’océan Atlantique. Dans le présent numéro d’ADVANCE, elle explique comment un peptide présent dans le saumon et la morue de l’Atlantique pourrait contribuer à prévenir le diabète et les maladies cardiovasculaires. À lire en page 19. Natalie Osborne, la coordonnatrice du présent numéro d’ADVANCE, « adore voir un magazine prendre forme ». Celle qui en est à sa troisième année d’études en science biomédicale et est originaire des environs de Guelph est formelle : sa passion pour le chocolat est plus qu’une affaire d’émotions. Son article en page 12 porte justement sur des chercheurs qui ont établi un lien entre les préférences alimentaires des gens et leur bagage génétique.

De gauche à droit, Johnny Roberts, Carol Moore, Natalie Osborne et Joey Sabljic

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Selon l’étudiant de troisième année au baccalauréat spécialisé en anglais Joey Sabljic, de Guelph, il ne faut laisser filer aucune occasion d’absorber notre dose quotidienne d’oméga-3 : un verre de jus d’orange au petit-déjeuner ou une barre énergétique en classe ou au travail et le tour est joué! Celui-ci s’est intéressé à des chercheurs qui élaborent un antioxydant naturel à base de pomme bon pour la santé et qui agit comme un agent de conservation des acides gras oméga-3. Rendezvous à la page 18 pour en savoir plus. Johnny Roberts, un étudiant de quatrième année en théâtre de Chatham, en Ontario, apprécie depuis toujours les aliments d’origine entièrement canadienne. Il n’est toutefois pas toujours facile de s’y retrouver en matière d’authenticité de la provenance. À la page 16, Johnny se penche sur les initiatives de recherche visant à créer un nouveau système de traçabilité des aliments et d’autres produits essentiels.


TABLE DES MATIÈRES

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Dans la tête du consommateur

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Le soja pour calmer l’inflammation

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Hasard scientifique : la découverte de nouvelles nanoparticules

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Suivre les aliments de la création à la consommation

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Pour des produits de boulangerie encore meilleurs

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Une préservation toute naturelle des acides gras oméga-3

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Les peptides de poisson, une solution santé

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Les biofilms sous la loupe

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Dans son for intérieur : les fructosanes et les communautés bactériennes intestinales

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Les fructosanes fonctionnels

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Finie l’hypertension grâce aux peptides de pois

Le secret est dans la pomme

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C’est personnel : les conseils de votre ADN en matière de nutrition

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Les bienfaits du sodium

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Le groupe témoin Consumer Monitor recrute des membres partout au Canada Joey Sabljic

Par l’intermédiaire de ce projet, les professeurs Spencer Henson et Julio Mendoza du département d’économie de l’alimentation, de l’agriculture et des ressources de l’Université de Guelph, ainsi que d’autres chercheurs d’universités canadiennes, font travailler en concertation des représentants de l’industrie, des responsables des politiques gouvernementales et des universitaires. Le but est d’aider le secteur à prendre les décisions les plus éclairées afin d’améliorer la mise en marché des innovations. « Nous invitons tous les participants à diffuser leurs commentaires sur toute question pertinente, à participer à des discussions entre pairs et même à émettre de nouvelles idées relativement au contenu des sondages », explique M. Mendoza. « Nous voulons comprendre comment la population perçoit le système de production alimentaire, précise M. Steven Dukeshire, membre d’une équipe de recherche du Collège d’agriculture de la Nouvelle-Écosse. Grâce au Consumer Monitor, nous pouvons faire savoir

Julio Mendoza, de l’Université de Guelph, produit des questionnaires en ligne dans le but de recueillir des données concernant l’attitude des consommateurs envers les produits alimentaires.

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à l’industrie et aux chercheurs les types de produits et d’innovations que les Canadiens recherchent actuellement. » Au chapitre des plus récents développements du projet, les chercheurs ont élaboré de nouveaux sondages plus pointus qu’ils distribueront bientôt aux consommateurs afin de recueillir leurs opinions sur les achats locaux et les aliments biologiques, l’influence de l’image de marque et de l’étiquetage sur les décisions d’achat et leur confiance et leur compréhension à l’égard de l’industrie agro alimentaire. Le groupe compte aussi tenir les chercheurs, les responsables des politiques et l’industrie au courant de ces développements en publiant tous les mois des sommaires de leurs plus récentes découvertes et réalisations dans un site Web qui vient d’être remanié et qui sera bientôt accessible au grand public aux fins de commentaires. Le Consumer Monitor est financé par l’AFMNet. l Martin Schwalbe

En alimentation, la survie des fournisseurs de services et de produits alimentaires repose énormément sur les opinions des consommateurs. Cela étant, les humeurs de ces derniers peuvent changer du tout au tout en l’espace d’une semaine, parfois moins, en fonction de divers facteurs, par exemple une vague d’infections alimentaires ou une nouvelle réglementation du gouvernement en matière de salubrité des aliments. C’est précisément là où le Consumer Monitor de l’AFMNet entre en jeu. À titre de groupe témoin de consommateurs, ce projet s’appuie sur des données détaillées issues de sondages sur les attitudes des consommateurs à l’égard de l’alimentation et de la santé ainsi que sur l’accueil que réserve la population aux innovations du domaine et la probabilité de changements d’habitudes alimentaires au fil du temps. Les chercheurs voudraient désormais porter le nombre de participants du groupetémoin à 20 000 pour représenter toutes les provinces canadiennes.


La fabrication d’hydratants non gras n’est qu’une des nombreuses utilisations des nanoparticules.

Des particules uniques, découvertes par hasard, ouvrent de nouveaux horizons en science des matériaux Natalie Osborne Un sous-produit intrigant ayant résulté d’une procédure chimique complexe au cours d’une expérience en laboratoire s’est avéré pour des chercheurs de l’AFMNet la découverte de leur vie. En temps normal, on aurait tout simplement jeté au rebut ce sous produit, mais on a constaté qu’il s’agissait en fait d’une nouvelle nanoparticule révolutionnaire, une véritable technologie plateforme des plus prometteuses qui servira à de nombreuses applications. Qui plus est, le sous-produit est entièrement naturel et sûr pour les humains et l’environnement. John Dutcher et son équipe du groupe de travail

sur les surfaces et les interfaces en polymère du département de physique de l’Université de Guelph ont intensifié la production du matériau, passant de quantités destinées aux études en laboratoire à des kilogrammes, et comptent bien en produire à l’échelle industrielle, soit environ 1 000 tonnes par année. L’équipe a aussi attribué un nom à ces particules : les nanoparticules polysaccharidiques PHYTOSPHERICMC. Extrêmement petites, elles se mesurent en nanomètres (soit un milliardième de mètre). De plus, elles ont la particularité de posséder une taille et une chimie de surface uniformes. Le corps humain possédant les enzymes qu’il faut pour les décomposer, elles sont donc sans danger et annoncent des perspectives intéressantes en biomédecine. « Ces particules peuvent être considérées comme un ingrédient clé pour rendre tout produit plus écologique, explique M. Dutcher. En effet, elles pourront être utilisées à titre d’option non toxique et biodégradable en remplacement des nanoparticules synthétiques et des ingrédients dérivés du pétrole utilisés actuellement. » Les fabricants de peinture et de cosmétiques s’intéressent d’ailleurs aux propriétés de diffusion de la lumière des particules pour raviver leurs couleurs. Par exemple, l’ajout de nanoparticules à du savon liquide transparent lui donnera une couleur de perle opaque, ce qu’on parvient à réaliser actuellement au moyen de particules inorganiques. Autrement dit, les nanoparticules donnent au produit la même opalescence que les consommateurs recherchent, mais d’une façon plus respectueuse de l’environnement.

Et parce qu’elles ont aussi la capacité d’absorber et de retenir l’humidité, les particules ont un effet hydratant naturel sans laisser de sensation huileuse comme le font de nombreux hydratants contenant des acides gras ou des ingrédients à base de pétrole ou d’huile. Voilà une autre application cosmétique intéressante, car en intégrant les particules à des crèmes, M. Dutcher et son équipe pourront créer des hydratants non huileux des plus efficaces. À l’heure actuelle, le but des chercheurs est de produire suffisamment de particules pour développer des produits et faire des essais dans leurs propres laboratoires en collaboration avec des sociétés externes intéressées. La jeune entreprise Mirexus Biotechnologies inc. a été mise sur pied pour orienter la mise en marché et la production des nanoparticules PHYTOSPHERICMC. Au Centre de technologie alimentaire de Guelph, on procède actuellement à des essais pilotes. Les vastes installations de l’établissement permettent aux chercheurs de tester diverses pièces d’équipement avant de les intégrer au processus de fabrication. M. Dutcher envisage de nombreuses autres utilisations des nanoparticules dans le futur, notamment en biomédecine pour la libération contrôlée de médicaments. « Il s’agit d’être créatif, de réfléchir au type de molécules que l’on souhaite coller à la surface externe de la particule pour obtenir l’effet désiré, explique M. Dutcher. Nous pouvons collaborer avec les sociétés intéressées afin d’y parvenir de façon à la fois économique et respectueuse de l’environnement. » Ce projet a été financé par l’AFMNet. l

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Natalie Osborne

Un tout petit miracle


Dire adieu aux gras malsains Une nouvelle technologie offre à l’industrie alimentaire une solution de rechange aux grans trans

Nicole Yadda

Joey Sabljic

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Les pâtisseries et les produits de boulangerie comptent parmi les péchés mignons de bien des Canadiens. Hélas, si savoureux soient-ils, ils sont remplis de gras trans, qui peuvent conduire à des maladies cardiovasculaires, au diabète de type 2 et à l’obésité. Cela pourrait toutefois changer avec l’avènement d’une nouvelle technologie susceptible, d’après une équipe de chercheurs, d’aider l’industrie alimentaire à remplacer les gras trans par d’autres types de gras, plus sains. Les professeurs de sciences de l’alimentation Gianfranco Mazzanti, de l’Université Dalhousie, et Alejandro Marangoni, de l’Université de Guelph, dirigent l’équipe de chercheurs en question. Celle-ci s’emploie plus précisément à mettre au point une nouvelle technologie brevetée de mélange des gras, destinée à permettre le remplacement des gras trans contenus dans les produits de boulangerie par des gras plus sains et entièrement hydrogénés, dérivés de l’huile de soja. Pour créer la pâtisserie idéale, le gras présent dans le shortening (ou gras laminaire) doit posséder exactement la bonne structure et la bonne texture. Jusqu’à présent, les gras trans faisaient l’affaire. En lui-même, le gras se compose d’huile liquide ainsi que de milliards de minuscules cristaux appelés nanoplaquettes, qui s’agglomèrent par grappes. Ces grappes de nanoplaquettes forment un réseau semblable à une éponge, qui emprisonne l’huile liquide. Cela permet au gras de conserver sa forme et d’ainsi servir à la confection de produits de boulangerie. Par contre, si la structure du réseau est trop lâche et permet à l’huile de circuler à l’intérieur des grappes de nanoplaquettes, le gras perd rapidement sa forme à mesure que l’huile suinte. « Pour créer un gras à la structure idéale, nous devons comprendre comment le gras parvient à former des grappes de nanoplaquettes et à emprisonner l’huile », explique M. Mazzanti. Malheureusement, MM. Mazzanti et Marangoni ont constaté que le gras entièrement hydrogéné dérivé de l’huile de soja est incapable d’emprisonner efficacement l’huile liquide. Cela le prive de ses propriétés laminaires ou le rend, du moins, difficile à travailler, ce qui donne aux produits de boulangerie une texture grumeleuse, peu appétissante. Afin de faire du gras dérivé de l’huile de soja une solution de rechange digne de ce nom pour l’industrie, les chercheurs en étudient la structure interne, à une échelle nanométrique. Ils utilisent à cette fin un synchrotron. Il s’agit en fait d’un accélérateur de particules géant qui bombarde les particules de gras à l’aide d’un faisceau de rayons X afin de produire une image diffractionnelle. Cette image permet ensuite aux chercheurs d’étudier les dimensions de chaque nanoplaquette, avec une précision microscopique. Cette image diffractionnelle permet en outre aux équipes de recherche de concevoir des modèles mathématiques grâce auxquels elles peuvent déterminer la proportion idéale entre le gras entièrement hydrogéné et l’huile, de même que les températures et conditions idéales à respecter pour créer un gras exploitable. Le principal appareil utilisé à cette fin consiste en un cristalliseur de cisaillement laminaire. Il s’agit en fait d’une sorte de mélangeur qui comporte deux cylindres – l’un stationnaire, l’autre rotatif –, qui mélangent les gras de manière à ne pas en détruire les nanoplaquettes qui emprisonnent l’huile. Grâce à ce cristalliseur, les chercheurs sont en mesure de produire un gras capable de remplacer les gras trans et de donner aux produits de boulangerie la même texture et la même structure que ceux-ci, mais sans les risques pour la santé que l’on connaît. M. Mazzanti souligne qu’en plus de viser le remplacement des gras trans, les recherches qu’il dirige avec son collègue génèrent sans cesse de nouvelles connaissances susceptibles qui pourraient se révéler fort utiles à l’avenir. Participent également à ces recherches les professeurs David Pink, de l’Université St. Francis Xavier, Benedict Newling, de l’Université du NouveauBrunswick, ainsi que Motumo Tanaka, de l’Université de Heidelberg, en Allemagne. Le projet est financé par l’AFMNet, le ministère de l’Agriculture, de l’Alimentation et des Affaires rurales de l’Ontario, le Conseil national de recherches en sciences naturelles et en génie, le programme des Chaires de recherche du Canada et General Mills. l


Réduction de la tension artérielle et des maladies rénales – naturellement

Joey Sabljic

Ian McCausland

Des essais sur des animaux et des humains encourageants pour un peptide de pois Rotimi Aluko, professeur à l’Université du Manitoba, espère que son hydrolysat de peptides de pois figurera bientôt parmi les remèdes naturels à la haute tension artérielle et aux maladies rénales. Un produit alimentaire naturel destiné à réduire l’hypertension et à ralentir la progression de la maladie du rein – sans les effets nuisibles des médicaments antihypertenseurs – fera bientôt son entrée sur le marché, après des essais cliniques concluants sur des animaux et des humains. Rotimi Aluko, professeur en sciences de la nutrition humaine, et son équipe de chercheurs du Centre for Functionnal Foods and Nutraceuticals (RCFFN) de l’Université du Manitoba, ont mis au point un hydrolysat de peptide de pois – une protéine découpée chimiquement en petits fragments – qui contribue à réduire considérablement l’hypertension en ciblant la rénine, une enzyme qui joue un rôle clé dans la régularisation et le maintien de la tension artérielle. Pour leur étude, Rotime Aluko et Peter Jones, le directeur du RCFFN, ont sélectionné des participants qui présentaient des antécédents

d’hypertension. Chaque participant a ingéré trois grammes d’hydrolysat mélangé à du jus d’orange trois fois par jour. On a observé une réduction de 14 pour cent de leur tension artérielle. Si à court terme une réduction de la tension artérielle présente nombre d’avantages, à long terme, elle peut contribuer à réduire grandement les risques de maladies cardiovasculaires et rénales. M. Aluko a constaté, lors des essais sur des animaux réalisés l’année dernière, que l’hydrolysat a effectivement permis d’abaisser la tension artérielle d’animaux souffrant de maladies rénales. Il désirait toutefois déterminer si l’hydrolysat avait des effets semblables sur des animaux souffrant du même type d’hypertension que les humains. Tel est le cas. Quelques heures à peine après avoir ingéré l’hydrolysat, la tension artérielle de ces animaux avait chuté de façon remarquable. « Nous avons confirmé, sans l’ombre d’un

doute, que ce produit contribue effectivement à réduire la tension artérielle chez les personnes souffrant d’hypertension, déclare M. Aluko. » Les occasions commerciales de cette découverte sont légion et M. Aluko et ses collègues entendent produire l’hydrolysat à grande échelle sous forme d’additif alimentaire ou de pilule. À la différence des médicaments antihypertenseurs, une fois approuvé par Santé Canada en tant que produit naturel de santé, aucune ordonnance ne sera nécessaire pour se procurer l’hydrolysat. Ce projet de recherche est financé par l’AFMNet, le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie et le Fonds pour les Centres d’excellence du Manitoba. l

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Les résultats des recherches contre la maladie de la pomme se propagent à l’Est Un nouveau programme prometteur conçu dans l’Ouest canadien pour limiter les pertes de l’industrie pomicole est actuellement mis en œuvre en Ontario. Une équipe de recherche du campus Okanagan de l’Université de la ColombieBritannique a recours à deux méthodes écologiques pour détecter et limiter la détérioration des pommes après la récolte. Elle travaille aussi à simuler par ordinateur un nouveau modèle de croissance de ces pathogènes sur les pommes après la récolte. On tente actuellement de mettre en œuvre le programme, sous la direction de Louise Nelson, professeure au département de biologie et de géographie physique de l’Université, en Ontario, autre région pomicole importante aux Canada. Mme Nelson collaborera avec Deena Errampalli du Centre de recherche et d’innovation de Vineland, et Jennifer DeEll du ministère de l’Agriculture, de l’Alimentation et des Affaires rurales de l’Ontario. « La diffusion de notre projet en Ontario est une démarche très stimulante, car nous pourrons constater si nos découvertes en ColombieBritannique s’appliquent aussi à l’industrie pomicole ontarienne », explique Mme Nelson.

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Les champignons qui poussent sur les pommes entreposées peuvent occasionner des pertes annuelles de profit de l’ordre de 5 à 20 %. Ce manque à gagner peut atteindre 50 % dans les pays en développement qui ne disposent pas des mêmes installations d’entreposage qu’au Canada. Mme Nelson et son équipe de recherche utilisent une technologie de micro-échantillonnage d’ADN, qui comprend l’utilisation de courts brins d’ADN rattachés à une membrane de nylon dans le but de déterminer la présence et la quantité d’agents pathogènes propres aux fruits. Pendant deux ans, les chercheurs ont amassé des données environnementales dans quatre vergers pour déceler tout lien entre les milieux de croissance des pommiers et le développement des champignons. « Nous avons observé une corrélation entre l’incidence de pathogènes fongiques et notre capacité de les détecter juste avant la récolte des pommes sur lesquelles il se développe des maladies ultérieurement, pendant leur entreposage », explique Mme Nelson. Si les organismes malsains se trouvent sur les fruits au moment de la récolte, cela jouera un rôle dans le développement ou l’absence de la maladie. » Les chercheurs se penchent également sur

u n e méthode sur le terrain pour limiter les pathogènes fongiques. Cette méthode tire parti des bactéries du sol pour restreindre la détérioration des fruits après la récolte et remplacer les fongicides synthétiques auxquels les pathogènes deviennent de plus en plus résistants. Les fongicides synthétiques peuvent être toxiques pour les microorganismes du sol et réduisent la biodiversité des terres. Mme Nelson teste actuellement cinq souches bactériennes pour trouver la meilleure au regard de la lutte contre les pathogènes fongiques. Avec l’aide des chercheurs de l’Ontario, elle prélèvera des échantillons de pathogènes fongiques dans deux vergers de la province pour les tester au moyen de la même technologie de micro-

Carol Moore

Carol Moore


échantillonnage d’ADN conçue en Colombie-Britannique. L’équipe testera aussi les isolats bactériens qui se sont avérés utiles pour limiter la croissance des champignons sur des pommes récoltées en Colombie-Britannique issues de variétés cultivées également en Ontario, comme les pommes Empire, pour vérifier en quoi les résultats divergent par rapport aux premiers essais. L’objectif des chercheurs est de modéliser la croissance des trois principales souches bactériennes (à savoir Penicillium, Mucor et Botrytis) pendant chaque mois d’entreposage des pommes. Pour ce faire, ils doivent concevoir des programmes informatiques simulant la croissance

des champignons en fonction de plusieurs facteurs biologiques, tels que l’âge des pommes, les modèles de croissance des champignons et l’entreposage de pommes déjà infectées. Pendant la simulation, les chercheurs peuvent contrôler l’incidence de la maladie après chaque mois. Selon Mme Nelson, ces modèles permettront aux installations d’emballage de prendre des décisions éclairées quant aux moments opportuns pour retirer les pommes des entrepôts selon les risques de perte en raison des maladies bactériennes. Les autres chercheurs qui collaborent au projet sont Peter Sholberg du Centre de recherches agroalimentaires du Pacifique, Danielle Hirkala, chercheuse à la Okanagan Tree Fruit Cooperative, Daylin Mantyka, ancienne étudiante de maîtrise au

département de biologie et de géographie physique de l’Université de la Colombie-Britannique ainsi que des étudiants de premier cycle en enseignement coopératif. Ce projet peut compter sur l’appui financier de l’AFMNet, d’Agriculture et Agroalimentaire Canada, de l’Okanagan Tree Fruit Cooperative et de l’Association des fruiticulteurs de la ColombieBritannique. l

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Une diète adaptée à vos gènes Des conseils nutritionnels sur mesure fondés sur un échantillon d’ADN Natalie Osborne

L’équipe s’est aussi intéressée aux gènes qui influent sur la sensibilité à la caféine et sur le processus cérébral de surveillance des taux de glucose. Les chercheurs prévoient effectuer un suivi auprès des participants six mois après la réception de leur trousse afin d’évaluer les conséquences sur leurs attitudes, motivations et comportements en matière de régime alimentaire. Ce projet a été financé par l’AFMNet. l

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James Brylowski

Choisiriez-vous des desserts sans sucre si vous saviez qu’une insensibilité génétique au glucose est responsable de votre prédilection pour les douceurs? Prendriez-vous une deuxième tasse de café si une variante d’un gène ralentissait la capacité de votre corps à métaboliser la caféine? Des chercheurs de l’AFMNet s’emploient justement à répondre à ces questions en fournissant aux gens des renseignements sur leur constitution génétique et en en observant les effets sur leurs habitudes alimentaires. Ahmed El-Sohemy, professeur au département des sciences nutritionnelles de l’Université de Toronto, travaille à la mise au point d’une trousse d’analyse en nutrigénomique, c’est-à-dire l’étude des interactions entre nos gènes et notre alimentation. L’équipe de M. El-Sohemy a réussi, dans le cadre de l’étude Nutrigémonique et santé (Toronto), à cerner des gènes qui agissent sur la capacité du corps à reconnaître et utiliser les nutriments ainsi qu’à en réguler l’apport. L’équipe prévoit mettre au point une trousse d’analyse à l’aide de ces marqueurs génétiques. Pour ce faire, les participants à l’étude devront fournir un échantillon de leur ADN (p. ex., des cellules cutanées obtenues par écouvillonnage buccal) à des fins d’analyse. L’équipe procédera ensuite au génotypage des échantillons, en portant une attention toute particulière aux gènes préalablement identifiés. Les membres de l’équipe formuleront des recommandations diététiques personnalisées en fonction du bilan génétique et transmettront ces renseignements aux participants. « Nous désirons vérifier si des renseignements nutritionnels personnalisés peuvent engendrer de meilleures habitudes alimentaires, explique M. El-Sohemy. Le cas échéant, nous pourrions mettre au point des trousses d’analyse à l’intention des professionnels de la santé et des cliniques. » Un des gènes que l’équipe prévoit étudier agit sur le taux de vitamine C (acide ascorbique) dans le sang. Une variante du gène en question favorise une meilleure réutilisation et préservation de la vitamine C. Les personnes porteuses d’un gène moins efficace doivent toutefois veiller à consommer la dose quotidienne recommandée de vitamine C, leurs réserves d’acide ascorbique se vidant plus rapidement.

Étudiant de l’Université de Toronto, Andre Dias, étudie l’utilité des suppléments pour ceux dont les gènes manquent d’efficacité.


Tu dis amer, je dis sucré Des chercheurs expliquent pourquoi nous n’avons pas tous les mêmes goûts Natalie Osborne Comme on le dit souvent, tous les goûts sont dans la nature. Et pour cause, la capacité de détecter les goûts amers, surs, salés et sucrés varie d’une personne à l’autre. Des chercheurs de l’AFMNet tentent donc de découvrir les fondements génétiques de ces différences de goûts et la manière dont ils influent sur la santé humaine Dans le cadre de l’étude Nutrigénomique et santé, un projet examinant un groupe représentatif de la population de Toronto afin de mieux comprendre les interactions entre gènes, aliments et santé, Ahmed El-Sohemy, professeur au département de sciences nutritionnelles de l’Université de Toronto, collabore avec un segment des participants de l’étude pour cerner les gènes à l’origine des variantes de sensibilité. « Nous souhaitons vérifier s’il n’y aurait pas un moyen de cerner les personnes ayant une disposition génétique à manger plus sucré ou plus salé que d’autres, explique M. El-Sohemy. Le cas échéant, nous nous demanderons comment utiliser cette information pour les aider à adopter de meilleures habitudes alimentaires. » La sensibilité gustative des humains dépend de nombreux gènes. Par exemple, plus d’une douzaine de gènes entrent en ligne de compte lors de la détection du goût de divers composés amers. Des gènes récepteurs du goût sucré ont également été relevés, tout comme des gènes potentiellement récepteurs des goûts sur et salé. En revanche, on ne sait pas où et comment ces gènes varient pour produire ces variantes de sensibilité d’une personne à l’autre. Dans certains cas, la variante ne concerne pas le gène récepteur en soi, mais le gène contrôlant une molécule de signalisation participant à la communication entre les cellules ou une autre protéine importante influant sur la sensibilité. Ces variantes sont observables à un seul point donné dans le code génétique, phénomène que l’on appelle polymorphisme mononucléotide (ou SNP pour single nucleotide polymorphism en anglais), ou découlent de différences dans le nombre de copies de gènes, ce que l’on appelle variabilité du nombre de copies (ou CNV pour Copy Number Variation en anglais). M. El Sohemy et son équipe ont balayé tout le code génétique, ou encore le génome, des 530 participants de l’étude. Au moyen de la plus récente technologie, ils ont procédé à une analyse d’association pangénomique par balayage (ou GWAS pour genome-wide association

scan en anglais), ce qui leur a permis de cerner plus de 1,8 million de SNP et de CNV. La sensibilité de chaque participant à l’amertume a été testée au moyen de buvard contenant différentes quantités d’une solution amère. Cent personnes ont ensuite été retenues pour des tests plus poussés. Les participants devaient aussi goûter à diverses concentrations de solutions sucrée, sure, amère et salée aux fins d’évaluation. En s’appuyant sur les réponses des participants, les chercheurs ont pu déterminer les seuils de détection de chaque goût. M. El-Sohemy et son équipe s’appuieront sur les données du GWAS et des essais sensoriels pour déterminer les principaux gènes candidats qui déterminent les variantes de sensibilité. Ils tenteront de déceler des variantes génétiques parmi tous les participants de l’étude dont les caractéristiques ethnoculturelles sont des plus riches en consultant leur biobanque, bibliothèque de ressources biologiques contenant notamment des échantillons d’ADN et de sang. Ils ont également accès à l’information génétique de différentes populations étrangères des biobanques de leurs collaborateurs internationaux. La prochaine étape consiste à déterminer s’il existe un lien entre la sensibilité sensorielle et certains risques pour la santé. Par exemple, l’étudiant de cycle supérieur Andre Dias a trouvé que les personnes détectant uniquement de fortes concentrations de sel ont tendance à consommer plus de sel que ceux dont le seuil de détection est plus faible. Cette étude sur la sensibilité sensorielle pourrait également contribuer au développement et à la mise en marché de produits alimentaires. Un produit jugé trop sucré ou trop sur dans un pays pourrait être très bien reçu dans un autre. « Les données sur les sensibilités gustatives de populations bien circonscrites peuvent aider les entreprises à adapter leurs produits en fonction de différents marchés, explique M. El Sohemy. Voilà pourquoi on s’intéresse beaucoup à nos recherches. » Les chercheurs collaborant au projet sont Dérick Rousseau, professeur à l’école de nutrition de l’Université Ryerson, Lisa Duizer, professeure au département des sciences de l’alimentation de l’Université de Guelph et Winnie Chiu, directrice générale du Compliments Culinary Centre du Collège George Brown. Ce projet de recherche est financé par l’AFMNet. l

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Carol Moore et Natalie Osborne

Certains aliments transformés et repas servis dans les restaurants ont une teneur élevée en sel.

Salez sans culpabilité! La libération contrôlée de sodium pourrait aider à prévenir les problèmes de santé associés à un apport trop élevé en sel Joey Sabljic Il a été démontré que la consommation excessive de sel est directement liée à un risque accru de maladie cardiaque, d’hypertension et d’AVC. Le sel joue toutefois un rôle important dans les aliments transformés à titre d’agent de conservation influant sur l’apparence, le goût, la texture et la capacité de transformation d’un produit. Et, qu’on le veuille ou non, le goût salé d’un aliment demeure l’un des principaux incitatifs d’achat chez les Canadiens, explique un professeur de l’Université Ryerson. Selon M. Dérick Rousseau, scientifique des produits alimentaires, pour que les aliments à teneur réduite en sel deviennent populaires, ils doivent avoir le même bon goût salé que les produits standards sans être néfastes pour la santé ni compromettre la qualité et la salubrité des produits. C’est pourquoi M. Rousseau cherche à stimuler l’effet du sel déjà présent dans les aliments. Plus précisément, il cherche à prolonger la durée de contact du sel avec les papilles gustatives. « Essentiellement, il s’agit de faire travailler le sel plus fort, explique M. Rousseau. Et nous sommes d’avis qu’exploiter le sel déjà présent dans un aliment est l’approche la plus constructive pour réduire la teneur en sodium d’un produit. » Cela signifie que les consommateurs ingéreront jusqu’à 30 % moins de sel qu’avant tout en profitant du même bon goût salé auquel ils sont habitués.

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Sous l’égide de M. Rousseau, une équipe multidisciplinaire de chercheurs rattachés à diverses universités canadiennes élabore des méthodes qui nous permettront de contrôler la quantité de sel qui sera libérée dans les aliments solides et liquides, comme les fromages et les soupes. En définitive, les chercheurs souhaitent aider l’industrie alimentaire à produire des aliments sains procurant aux consommateurs des apports réduits en sel de façon graduelle et contrôlée, et non des « surdoses » de sodium. Les méthodes étudiées par l’équipe actuellement consistent à enrober des cristaux de sel au moyen de coquilles de protéines, de lipides ou de glucides. M. Rousseau estime que ces méthodes permettront aux entreprises du secteur alimentaire de réduire la quantité de sel de leurs produits tout en ne faisant aucun compromis par rapport à l’expérience sensorielle des consommateurs. Au cours de l’année prochaine, son équipe procédera à des essais sur de véritables aliments transformés pour déterminer les effets d’une teneur réduite en sodium sur les qualités sensorielles, la capacité de transformation et la salubrité des produits. Cette recherche est financée en majeure partie par l’AFMNet, ainsi que par le Réseau canadien contre les accidents cérébrovasculaires et deux partenaires de l’industrie. l


Martin Schwalbe

L’effet calmant du soja Selon des chercheurs, le soja serait la réponse à l’inflammation chronique des intestins Natalie Osborne

Le soja, produit en quantité importante au Canada, pourrait soulager la maladie intestinale inflammatoire (MII), terme collectif utilisé pour désigner des affections gastro-intestinales comme la maladie de Crohn et la colite. Un Canadien sur 200 souffre de MII, et plus de 10 000 nouveaux cas sont rapportés chaque année. De nombreuses personnes pourraient donc bénéficier du traitement naturel et abordable que pourrait représenter le soja. Les peptides de soja peuvent réduire la tension artérielle et le taux de cholestérol et améliorer la réaction immunitaire de l’organisme. Ils agissent également comme antioxydants, réduisant le risque de cancer et de maladie cardiaque. Le professeur Yoshinori Mine, département des sciences de l’alimentation, l’associée de recherche Jennifer Kovacs-Nolan et la boursière postdoctorale Denise Young de l’Université de Guelph examinent le potentiel des peptides dérivés du soja dans le traitement des inflammations de type MII. Lorsque les cellules tapissant les parois intestinales sont endommagées, le corps utilise l’inflammation pour protéger les tissus. Un système immunitaire hyperactif peut déclencher une réaction immunitaire extrêmement forte, ce qui endommage encore plus les cellules et retarde le processus de réparation de l’organisme. On croit que ce cycle perpétuel d’inflammation-réparation engendre la MII. Selon Yoshinori Mine, les dipeptides et

L’associée de recherche Jennifer Kovacs-Nolan (à gauche), le professeur Yoshinori Mine et la boursière postdoctorale Denise Young de l’Université de Guelph se servent de porcelets afin d’étudier les propriétés anti-inflammatoires des peptides dérivés du soja. tripeptides de soja, petites molécules composées respectivement de deux et de trois acides aminés, pourraient avoir un effet sur les gènes responsables des réactions immunitaires et inflammatoires. « Il y a 10 ans, personne ne croyait que notre diète pouvait influer sur l’expression génétique, surtout dans le système digestif, explique le professeur Mine. Maintenant, nous comprenons que l’ingestion d’un certain composant bioactif, comme le peptide de soja, peut influer sur nos gènes et en fin de compte sur le développement de la maladie. » Les chercheurs ont isolé en laboratoire des cellules intestinales humaines enflammées. Leur traitement au moyen de peptides de soja a réduit la sécrétion de cytokines, messagers cellulaires qui signalent l’inflammation. Les chercheurs Mine, Kovacs-Nolan et Young ont également utilisé des porcs comme modèles animaux, car leur tractus gastro-intestinal est semblable à celui des humains. Ils ont administré des peptides de soja à des porcelets atteints de colite et ont constaté, au bout de cinq jours, une diminution du nombre de cytokines et de plusieurs cellules participant à la réaction immunitaire. Ils ont également observé une augmentation de l’expression des gènes prenant part à la prévention et à la régulation de l’inflammation. Selon les chercheurs, les dipeptides et les tripeptides de soja pourraient agir sur différents

gènes pour briser le cycle d’inflammation chronique et restaurer l’équilibre du système immunitaire de l’intestin. Ils seraient donc de bons candidats pour le traitement de la MII. En collaboration avec des partenaires de l’industrie au Canada et au Japon, le professeur Mine a procédé à la mise à l’échelle, soit augmenté la production à 1 000 kilogrammes, pour en faire la preuve au stade de la production. La prochaine étape? Mener des essais cliniques pour s’assurer que les peptides peuvent être utilisés sans risque. Yoshinori Mine et son équipe espèrent qu’à l’avenir, les peptides seront offerts sur le marché comme supplément nutraceutique abordable pour les personnes souffrant de la MII, ce qui pourrait remplacer les traitements pharmaceutiques coûteux et inefficaces. Le professeur Mine pense également que les peptides pourraient être utilisés comme thérapie préventive, car l’inflammation chronique est liée aux affections comme le diabète, l’obésité, les maladies cardiovasculaires et le cancer. « Nous découvrons que l’inflammation dans les intestins peut être le point de départ d’un grand nombre de ces types d’affections. Il est donc important de bien comprendre comment une bonne santé de l’intestin peut améliorer votre santé générale et diminuer les risques de maladies chroniques. » Ce projet a été financé par l’AFMNet. l

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La surveillance des aliments da d’approvisionnement alimentai Les chercheurs ciblent un meilleur contrôle de la qualité Johnny Roberts Une équipe de recherche regroupant des chercheurs des quatre coins du Canada met actuellement au point un système de traçabilité novateur qui garantirait l’authenticité des aliments et d’autres produits de consommation lors de leur passage dans la chaîne d’approvisionnement. Les Canadiens se soucient de plus en plus de la qualité, de la sécurité et de la source des aliments. En effet, la Grocery Manufacturers Association estime que 10 % des aliments sont altérés d’une façon ou d’une autre, c’est-à-dire qu’ils contiennent des ingrédients non identifiés ou mal identifiés. Les produits prétendument locaux peuvent ainsi contenir des matières premières de sources étrangères qui auraient été introduites à un point donné dans la chaîne d’approvisionnement. Les épidémies de maladies d’origine alimentaire et les cas d’adultération d’aliments étant de plus en plus fréquents, les chercheurs pensent que les consommateurs veulent plus que jamais savoir par où passent les aliments et qui les manipule. C’est ce qui a incité les professeurs Nick Low, département de l’alimentation et des services liés aux bioproduits, et Jill Hobbs, département des affaires, Université de la Saskatchewan, à s’associer aux professeurs Andreas Boecker, département de l’économie alimentaire, agricole et des ressources, et Robert Hanner, Institut de la biodiversité de l’Ontario, Université de Guelph. Ensemble, ils mettent au point un système de traçabilité des aliments, des produits pharmaceutiques et des bioproduits en leur ajoutant directement des marqueurs moléculaires à l’étape initiale de traitement afin de pouvoir les surveiller tout au long de la chaîne d’approvisionnement. Les marqueurs, à base de matière glucidique et génétique, peuvent être produits pour être solubles dans l’eau ou dans l’huile. Ils peuvent être ajoutés à n’importe quel moment de l’étape de traitement d’un produit, et se sont montrés stables dans les conditions de traitement normales des aliments et des bioproduits. Certains marqueurs sont enrobés dans une substance qui augmente leur polyvalence et leur tolérance au milieu. La polyvalence de ce système de traçabilité représente un élément important pour les producteurs dans différents domaines. On peut comparer ces marqueurs internes au numéro d’identification personnel (NIP) utilisé dans les transactions bancaires. Comme le NIP, ils peuvent être changés en tout temps. Ils peuvent également être modifiés pour surveiller n’importe quel produit : les vêtements, l’essence et même des produits pharmaceutiques.

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Selon Nick Low, ces marqueurs permettront aux entreprises de mieux maîtriser la qualité des produits et augmenteront pour les consommateurs l’assurance de la qualité des biens consommés. « Grâce à ce système de traçabilité, les consommateurs pourront avoir une plus grande confiance dans les produits qu’ils achètent. Les entreprises pourront être plus rassurées quant aux ingrédients qu’elles acquièrent et être certaines que les produits finis n’auront pas été altérés, en partie ou en totalité », explique-t-il.


Article-couverture

Dave Stobbe

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Allison Ozog (à gauche), étudiante de cycle supérieur, Nick Low, professeur, et Hongyang Zheng, boursière de recherches postdoctorales, se servent de marqueurs moléculaires spécialisés afin d’empêcher des produits alimentaires comme les fruits et le poisson d’être altérés.

Le nouveau système de traçabilité est abordé selon deux perspectives, celle des sciences naturelles et celle des sciences sociales, afin de déterminer si les consommateurs et l’industrie accepteront ce système de marquage novateur et si ce dernier sera approuvé par le gouvernement. Une part importante de cette étude visera à évaluer dans quelle mesure les consommateurs seront disposés à acheter des produits contenant des marqueurs internes.

Andreas Boecker précise que « le processus d’approbation par Santé Canada est déjà établi clairement. Mais nous devons également déterminer si les consommateurs, les fabricants et les détaillants sont prêts à accepter la technologie. La communication et l’information jouent un rôle essentiel dans le processus d’adoption. Nous visons dans notre recherche à bien cerner les obstacles à l’adoption. » Ce projet de recherche est financé par l’AFMNet. l

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Extraction d’antioxydants : c’est du gâteau… aux pommes! Un nouveau produit à base d’antioxydants de pelures de pomme aide à préserver les acides gras oméga-3 Bob Pridham

Joey Sabljic

Depuis que les scientifiques ont découvert que les acides gras oméga-3 peuvent aider à prévenir plusieurs affections graves, telles que l’obésité, le cancer et les maladies cardiovasculaires, une profusion de produits enrichis de cette substance sont apparus sur le marché. On trouve désormais sur le marché un large éventail d’aliments contenant des oméga-3 comme des yogourts, du lait, des œufs en passant par les barres énergétiques et le jus d’orange. Il n’en demeure pas moins qu’un problème persiste : les gras polyinsaturés oméga-3 comportent une double liaison, ce qui permet à l’oxygène de s’introduire et de fractionner les molécules du bon gras. Il est donc beaucoup plus probable que les produits enrichis d’oméga-3 deviennent rances et toxiques, occasionnant une odeur de poisson pourri tout en présentant des risques pour la santé. Selon Vasantha Rupasinghe, professeur

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en sciences de l’environnement au Collège d’agriculture de la Nouvelle-Écosse, la solution au problème pourrait être du gâteau… aux pommes en l’occurrence. Et qui dit pomme, dit aussi pelures de pomme, source très concentrée d’antioxydants. M. Rupasinghe et son équipe de recherche ont désormais breveté un nouveau produit alimentaire naturel fait d’antioxydants extraits de pelures de pomme agissant comme un agent de conservation des gras polyinsaturés oméga-3 et additif nutritionnel qui confère aux aliments une odeur, une texture et un goût appétissants. « Nous cherchions à créer un produit naturel et attrayant pour les consommateurs qui n’entraînerait aucun effet déplaisant sur le goût et les qualités sensorielles d’un aliment, explique M. Rupasinghe. Et les pommes se sont révélées le meilleur aliment à cet égard. »

Contrairement aux gras saturés, dont la structure est épaisse et façonnée comme de la brique, les molécules des gras polyinsaturés oméga3 sont beaucoup plus lâchement liées. Elles ne s’accrochent pas aux parois artérielles et offrent de nombreuses propriétés biologiques des plus bénéfiques. Par contre, si les gras polyinsaturés entrent en contact avec de l’oxygène, leurs molécules bioactives se fractionnent en petits morceaux toxiques tout en perdant leur valeur nutritive. C’est à ce stade que les nouveaux agents de conservation à base de pelures de pomme entrent en jeu. On obtient le « produit miracle » par extraction d’une classe de polyphénols bien précise appelée flavonoïdes, qui se trouvent dans les pelures de pomme. Les flavonoïdes permettent de réduire l’oxydation des gras polyinsaturés et recèlent une multitude de bienfaits pour la santé aidant à prévenir les maladies cardiovasculaires et les affections du cerveau liées à l’âge. Et grâce à l’importante industrie de fabrication de tarte aux pommes néo-écossaise générant jusqu’à trois millions de kilogrammes de pelures de pomme par année, les chercheurs disposent déjà d’un approvisionnement en antioxydants bien stable. Voici comment le tout fonctionne : pour extraire tous les antioxydants des pelures de pomme, M. Rupashinghe et son équipe doivent transformer sans attendre leur matière première au moyen d’éthanol alimentaire. Ils se débarrassent des impuretés au moyen d’un processus appelé chromatographie rapide sur colonne, qui permet de distiller les antioxydants. Pour créer l’agent de conservation convoité, on ajoute ensuite à ces antioxydants liquéfiés et purifiés des huiles de poisson ou des lipides oméga-3 d’origine végétale comme de l’huile de graines de lin. Au cours de l’année prochaine, les chercheurs prévoient commercialiser leurs antioxydants à base de pelure de pommes, soit sous forme de capsules molles, soit comme additifs alimentaires à ajouter à des produits enrichis d’oméga-3. « En matière d’alimentation fonctionnelle, les oméga-3 et les antioxydants de pelures de pomme représentent le mariage parfait, la meilleure combinaison que nous puissions offrir actuellement », déclare M. Rupasinghe. La recherche de M. Rupasinghe est financée par l’AFMNet, le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie, la Nova Scotia Fruit Growers’ Association, le Fonds d’innovation de l’Atlantique et le ministère de l’Agriculture de la NouvelleÉcosse. l

L’agent de conservation des acides gras oméga3 de Vasantha Rupasinghe, professeur au Collège d’agriculture de la Nouvelle-Écosse, est extrait de pelures de pommes. Les fabricants de produits alimentaires pourront bientôt se le procurer sur le marché.


Peptides puissants :

la pêche est bonne! Des chercheurs de l’AFMNet partent à la recherche de protéines de poisson bioactives dans les déchets de saumon et de morue

André Marette, professeur à l’Université Laval, est d’avis que les peptides prélevés sur des poissons comme le saumon de l’Atlantique pourraient contribuer à améliorer le métabolisme du glucose.

Il a été démontré que les oméga-3 et les protéines de poisson préviennent les problèmes de santé à l’origine de l’apparition du diabète comme l’insulinorésistance et l’hypertension artérielle. La raison pour laquelle ces substances exercent un tel bienfait demeure un mystère. Des chercheurs de partout au Canada tentent donc d’isoler les éléments bioactifs des protéines de poisson, qu’on appelle les peptides puissants, afin d’expliquer pourquoi ils ont un effet si bénéfique sur la santé. Ces éléments pourraient aussi prévenir certaines maladies chroniques, telles que le diabète, les maladies cardiovasculaires et l’obésité. André Marette, professeur au département de médecine de l’Université Laval et directeur scientifique de l’Institut des nutraceutiques et des aliments fonctionnels, et Tom Gill du Canadian Institute of Fisheries Technology de l’Université Dalhousie, ont isolé 12 fractions protéiques provenant de déchets de filets de saumon et de morue. Ils ont passé au peigne fin ces fractions de cellules isolées in vitro pour découvrir que certaines sont en mesure de faire croître la capacité d’absorption du glucose des cellules musculaires squelettiques et de réguler le métabolisme du glucose par le foie. Il s’agit d’un élément clé pour les diabétiques étant donné leur capacité réduite de générer de l’insuline ou de l’utiliser adéquatement pour métaboliser le glucose.

iStock

Carol Moore

« Certains des peptides que nous avons isolés sont incroyablement efficaces pour bloquer la surproduction de glucose par les cellules du foie en plus d’améliorer la capacité de l’insuline à bloquer cet effet », explique M. Marette. Maintenant que les chercheurs ont bien cerné les fractions actives, la prochaine étape consiste à les fractionner encore afin qu’elles ne contiennent qu’un ou deux peptides. Ils espèrent en arriver à trouver les fractions riches en activité biologique. Une fois ce stade atteint, les chercheurs pourront ensuite produire de grandes quantités de ces peptides. Si les chercheurs observent toujours de l’activité, ils mèneront des essais cliniques afin de déterminer les meilleurs vecteurs alimentaires des peptides, idéalement des produits consommés quotidiennement comme le yogourt et les boissons fouettées pour en faire des produits alimentaires fonctionnels. L’objectif est que la consommation totale de protéines d’une personne normale soit composée de 20 à 30 % de ces peptides bioactifs de poisson pour combattre et prévenir des maladies comme le diabète, l’obésité et les maladies cardiovasculaires. Les résultats d’études cliniques antérieures ont démontré que la consommation de poisson maigre peut accroître la sensibilité à l’insuline. De récents essais ont aussi

révélé que la gélatine de poisson riche en peptides améliore le profil lipidique d’une personne tout en réduisant le nombre de lipides sanguins et la tension artérielle. « Si nous parvenons à isoler les peptides puissants de nos fractions bioactives, alors il se peut que ce que nous avons observé dans le poisson maigre et la gélatine ne soit que la pointe de l’iceberg en matière de prévention de l’insulinorésistance, des maladies cardiovasculaires et de l’obésité », affirme M. Marette. Les chercheurs suivants collaborent aussi au projet : Spencer Henson et Bruce Holub, professeurs à l’Université de Guelph, Jiri Frohlich de l’Université de la Colombie-Britannique, Hélène Jacques, Marie-Claude Vohl et John Weisnagel de l’Université Laval, Allan Paulson et Roger McLeod de l’Université Dalhousie et Dérick Rousseau de l’Université Ryerson. Ce projet de recherche est financé par l’AFMNet, le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie, l’Institut des nutraceutiques et des aliments fonctionnels, Diabète Québec, Cook Agriculture, Nofima, le ministère de l’Agriculture et des Pêches du Québec, Ocean Nutrition Canada et Kenney and Ross limitée. l

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Démantèlement de dangereuses colonies bactériennes Des chercheurs surveillent de près les biofilms pour trouver des stratégies de défense améliorées Natalie Osborne

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Des chercheurs de l’AFMNet, sous la direction du professeur John Dutcher, de l’Université de Guelph, cherchent à éliminer les biofilms.

Les biofilms bactériens forment des couches adhésives sur presque n’importe quel type de surface. Il est difficile de prévenir ces formations et encore plus de s’en débarrasser. Les biofilms qui se forment sur le matériel de transformation des aliments sont particulièrement dangereux, car ils peuvent contaminer les aliments et provoquer des vagues d’empoisonnement alimentaire mortelles. Voilà pourquoi les chercheurs de l’AFMNet unissent leurs efforts pour contrer les biofilms dans l’industrie alimentaire. Pour comprendre ces colonies bactériennes complexes, résilientes et changeantes, une solide équipe multidisciplinaire de chercheurs tout aussi redoutables doit s’atteler à la tâche. John Dutcher, professeur au département de physique de l’Université de Guelph, dirige une équipe de microbiologistes, de chimistes, de physiciens et de mathématiciens qui travaille à l’élaboration de stratégies de prévention et d’élimination des biofilms. Les chercheurs ont également recours à du matériel de haute technologie pour bien saisir le fonctionnement et les raisons de l’efficacité de certaines techniques. « Il est assez facile de mesurer si un antimicrobien donné s’avère efficace, explique M. Dutcher. La tâche est beaucoup plus complexe lorsqu’il s’agit de déterminer comment il fonctionne, ce qui est essentiel dans notre recherche sur le fonctionnement des biofilms. » L’un des membres de l’équipe, Robert Hancock, professeur au département de microbiologie et d’immunologie de l’Université de la Colombie-Britannique, a découvert que certains peptides servant à éliminer les bactéries peuvent aussi empêcher la formation d’un biofilm. L’un des peptides provoque une suractivité du mécanisme d’agitation que certaines cellules bactériennes emploient pour se déplacer sur une surface, les empêchant du coup de se poser assez longtemps pour tisser un biofilm. M. Hancock a fait parvenir ces protéines candidates à d’autres membres de l’équipe pour qu’ils testent leur efficacité contre divers autres micro-organismes. Les peptides se sont révélés efficaces contre les souches bactériennes Gram positives et Gram négatives, les deux principales catégories de bactéries. À l’heure actuelle, Hancock et son équipe créent des versions réduites de ces peptides afin de faciliter leur fabrication à grande échelle et de réduire les coûts qui y sont rattachés. Dans le cadre d’un projet connexe, Motomu Tanaka, professeur de chimie physique des biosystèmes à l’Université de Heidelberg, en Allemagne, a créé une couche de lipopolysaccharides (l’une des principales composantes des parois d’une cellule bactérienne) dans un bain marie pour recréer l’effet des membranes externes des bactéries. M. Tanaka a utilisé des techniques évoluées de rayonnement X pour examiner comment les couches de lipopolysaccharides chargées forment une barrière contre les antimicrobiens. Le fait de comprendre la structure et la formation de cette barrière peut aider les chercheurs à trouver un moyen de la dissoudre. À Guelph, M. Dutcher et le personnel de son laboratoire étudient aussi les réactions des bactéries. Au moyen d’un microscope de fluorescence par réflexion totale interne, ils se penchent sur un processus cellulaire appelé oscillation des protéines Min, soit les oscillations de catégories de protéines le long de l’axe d’une cellule pour déterminer son point milieu aux fins de division cellulaire. Les chercheurs exploitent la fluorescence dans le but de repérer les protéines d’une cellule saine pour ensuite mesurer les périodes ou les durées d’oscillation. Ils traitent la bactérie au moyen de divers antimicrobiens et examinent comment ce traitement modifie la période d’oscillation. « Cela nous permet d’évaluer les réactions des cellules au traitement, explique M. Dutcher. Nous évaluons maintenant si le stress imposé à une cellule est assez important pour compromettre sa viabilité. » Les collaborateurs du projet à l’Université de Guelph sont les professeurs Hermann Eberl du département de mathématiques et de statistiques, Chris Gray du département de physique et Cezar Khursigara du département de biologie moléculaire et cellulaire. Y collaborent également les professeurs Lori Burrows du département de pathologie et de médecine moléculaire de l’Université McMaster, David Pink du département de physique de l’Université St. Francis Xavier, Bruno Tomberli du département de physique et d’astronomie de l’Université de Brandon, Lisbeth Truelstrup Hansen du département des sciences et des technologies alimentaires de l’Université Dalhousie et Gideon Wolfaardt du département de chimie et de biologie de l’Université Ryerson. Ce projet de recherche est financé par l’AFMNet. l

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GUTNet et sa mission

Des chercheurs se regroupent pour améliorer la santé humaine, de l’intérieur Carol Moore Des scientifiques s’unissent pour comprendre le très complexe intestin humain et sa relation avec la santé et le bien-être. GUTNet, groupe réunissant des chercheurs de différentes régions au Canada, se penche sur trois aspects de l’effet des bactéries intestinales sur le bien-être d’une personne, dans le cadre de trois principaux domaines de recherche, soit le nœud Fibre, le nœud Alberta et le nœud McMaster. Au nœud Fibre, Martin Kalmokoff, chercheur d’Agriculture et Agroalimentaire Canada, et son équipe examinent l’action de différents types de fibres alimentaires sur les communautés bactériennes coliques dans des modèles animaux. Ils concentrent leur recherche sur le son de blé et la façon dont celui-ci modifie par sa structure et sa composition le temps de transit dans l’intestin et prolonge la fermentation tout au long du parcours dans le gros intestin. Selon eux, cette propriété physiologique du son de blé pourrait être bénéfique à tout le gros intestin, offrant un substrat pour la production continue d’acides gras à chaîne courte et la croissance microbienne tout au long de ce viscère. Les acides gras à chaîne courte comme le butyrate ont un effet inhibiteur sur les cellules cancéreuses mises en culture. On espère que ces effets seront salutaires dans la prévention des maladies chroniques, en plus d’aider à réduire le taux de cholestérol et de triglycéride dans le sang. Les chercheurs du nœud Fibre se penchent sur la façon dont les communautés bactériennes gastro-intestinales changent lorsque les modèles animaux ingèrent du son de blé comparativement à la réaction obtenue chez les animaux consommant de la cellulose, un polymère glucidique très mal fermenté. « Nous avons constaté des différences très marquées dans les types de bactéries associées au son de blé et à la cellulose, affirme Martin Kalmokoff. Le son de blé favorise une croissance

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microbienne et une activité de fermentation dans tout le côlon, libérant des acides gras à chaîne courte dans le côlon distal, qu’on ne trouve pas habituellement dans des substrats à fermentation rapide. » Le nœud Alberta s’intéresse à la recherche fondamentale produisant des résultats pratiques. Doug Inglis, chercheur d’Agriculture et Agroalimentaire Canada, et le professeur Brent Selinger du département des sciences biologiques de l’Université de Lethbridge, étudient l’interaction du microbiome (population microbienne de l’intestin) et des agents pathogènes chez un hôte ainsi que l’intégration de la médecine humaine et de l’agriculture. Ils cherchent à comprendre les mécanismes de résistance à la colonisation afin d’adapter des stratégies de protection de l’hôte contre les agents pathogènes, organismes nuisibles présents dans le tractus gastro-intestinal. La résistance à la colonisation constitue ce qui, collectivement, protège les organismes contre les agents pathogènes zoonotiques (maladies infectieuses transmises entre humains et animaux) et les organismes résistants aux antibiotiques. L’équipe de recherche met au point des solutions de rechange efficaces à l’utilisation des antibiotiques comme promoteurs de croissance, pratique interdite en Europe, l’un des plus grands partenaires du Canada, mais très répandue dans l’industrie canadienne des productions animales, qui utilise les antibiotiques en faibles quantités pour protéger les animaux des organismes résistants aux antibiotiques et d’autres agents pathogènes. « Quand on met au point des solutions de rechange, il est important d’en connaître le mode d’action, explique Doug Inglis. Sinon, on ne fait que laisser au hasard leur fonctionnement. » Le nœud McMaster étudie la communication entre cerveau et intestin et son effet sur la santé humaine. Les professeurs Elena Verdù, Stephen Collins et Premysl Bercik de la faculté de médecine se penchent sur les mécanismes de communication et le rôle que joue le microbiota intestinal dans les interactions entre le cerveau et l’intestin, ainsi que dans la dépression et l’anxiété. Les résultats préliminaires montrent que certaines bactéries intestinales peuvent influer sur le comportement de l’hôte. Les analyses ont révélé une augmentation de l’inflammation et un changement dans le microbiota du gros intestin, qui pourrait être responsable du changement dans la fonction du tractus gastro-intestinal. Les collaborateurs qui travaillent sur ce projet sont : Stephen Brooks et Kylie Scoggan, Santé Canada (nœud Fibre); la professeure Julia Green-Johnson, département de biologie, Institut de technologie de l’Université de l’Ontario (nœud Fibre); le professeur Hermann Eberl, département de mathématiques, Université de Guelph (nœud Fibre); Richard Uwiera, département des sciences de l’agriculture, de l’alimentation et de la nutrition, Université de l’Alberta (nœud Alberta); John Kastelic, Agriculture et Agroalimentaire Canada (nœud Alberta); et plusieurs étudiants au doctorat et de troisième cycle. Ce projet de recherche est financé par l’AFMNet, General Mills Inc., Alberta Innovates, Agriculture et Agroalimentaire Canada, Santé Canada et Cultivons l’avenir. l


Ron Scheffler

Elena Verdu, professeure à l’Université McMaster, et la doctorante Amber Park (à droite) ainsi que l’étudiant de cycle supérieur Vivek Philip (à gauche) examinent dans le laboratoire de Premysl Berick aussi professeur, les relations entre les bactéries intestinales et le cerveau.

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Les fructosanes fonctionnels Une étude cherche à valider les allégations relatives aux effets des prébiotiques sur la santé

Martin Kalmokoff

Carol Moore

Les chercheurs étudient les effets des fructosanes sur les communautés bactériennes intestinales.

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Les aliments fonctionnels aideraient les consommateurs à mieux se nourrir et à améliorer leur santé. Une façon d’en tirer profit est d’incorporer des composants diététiques (par exemple des glucides ou des fibres solubles) à ce que l’on consomme quotidiennement. Mais pour être qualifiés de prébiotiques, ces composants doivent démontrer qu’ils ont un effet positif sur la santé au moyen de changements dans le microbiota de l’intestin. Martin Kalmokoff, chercheur d’Agriculture et Agroalimentaire Canada, en collaboration avec David Jenkins et Cyril Kendall, de l’Université de Toronto, tente de faire la lumière sur les fructosanes, polymères glucidiques de fructose non digestibles. En tant que prébiotiques bénéfiques pour les humains, ces substances étaient pleines de promesses, mais la preuve indéniable de leur effet salutaire n’a toujours pas été fournie. Les chercheurs procéderont donc cette année à un essai d’alimentation clinique pour déterminer si la science peut valider les allégations relatives aux effets des fructosanes sur la santé humaine. L’essai, qui se déroulera à l’Hôpital St. Michael à Toronto, exigera la participation de 30 personnes en bonne santé et comprendra deux phases d’alimentation. Au cours de la première phase, on administrera au hasard aux sujets soit un placebo, soit des fructooligosaccharides (source de fructose). Durant la deuxième phase, ils recevront l’inverse. L’administration du placebo de même que des fructosanes en deux phases permettra aux sujets d’agir comme leur propre sujet témoin.

2010-2011 AFMNet – ADVANCE 2011

À la fin de chacune des phases, des échantillons d’excréments et de sang seront recueillis pour analyse. Les chercheurs effectueront une analyse en culture à grande échelle des matières fécales pour examiner la diversité des organismes qui peuvent utiliser les fructosanes dans la communauté bactérienne humaine. Martin Kalmokoff et son équipe se pencheront également sur la variation de cette communauté bactérienne parmi les 30 sujets sur les plans de la composition et du fonctionnement. Selon les chercheurs, le gouvernement et l’industrie obtiendront grâce à cet essai un modèle qui permettra de valider les allégations relatives à la santé. Les collaborateurs du projet sont Doug Inglis et Jay Yanke, Centre de recherche de Lethbridge d’Agriculture et Agroalimentaire Canada; le professeur Brent Selinger, département des sciences biologiques de l’Université de Lethbridge; Stephen Brooks, Bureau de recherche sur la nutrition de Santé Canada; la professeure Julia Green-Johnson, département de biologie, Institut de technologie de l’Université de l’Ontario; le professeur Pemysl Bercik, faculté de médecine de l’Université McMaster; et Hermann Eberl, département de mathématiques de l’Université de Guelph. Ce projet de recherche est financé par l’AFMNet, Agriculture et Agroalimentaire Canada, Santé Canada et le ministère de l’Agriculture, de l’Alimentation et des Affaires rurales de l’Ontario. l

Advance Magazine - Hiver 2010/2011  

Volume VII; Numéro 1