Bioressource

chia

Domestication de Chia (Salvia hispanica)

qu'est-ce que le chia ?

Chia Salvia hispanica L. (Lamiaceae)

Actuellement expérimentée en France (variété Oruro®) sur la ferme expérimentale de la Mirandette (CACG)

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Une espèce oléoprotéagineuse à mucilages.

Les graines de Chia représentées ci-dessus produisent de l’huile (entre 21-33%) qui fournit l’acide alpha-linolénique (oméga 3) à une teneur de 68% et l’acide alpha-linoléique (oméga 6) à une teneur de 20%. Cette huile protège des maladies cardiovasculaires, contribue à la baisse de la tension artérielle et du cholestérol et est dotée de propriétés anti-inflammatoire, antidiabétique et cardioprotectrice.

Les graines de Chia produisent des protéines (15-25%) qui sont sources d’acides aminés essentiels. Ils couvrent les besoins en croissance, reproduction et lactation et assurent le remplacement de pertes métaboliques et de tissus endommagés.

Les graines de Chia fournissent un complexe de polysaccharides (80%), de protéines (11%) et de minéraux (8%). Ces complexes permettent de faire des aliments enrichis en fibre d’intérêt pour la réduction du temps de digestion des glucides, la réduction de la glycémie postprandiale et pour la prolongation de la satiété.

Composition moyenne des constituants des graines de Chia

0 %
Huile
0 %
Protéines
0 %
Carbohydrates

Historique

Origine et utilisation traditionnelle

Plante subtropicale dont l’origine est le Mexique et le Guatemala.

Utilisée par les Mayas comme aliment, médicaments, cosmétique, outil d’art (peinture) et offrande religieuse.

Pyramide de Kukulcàn (Mexico) construite par les Mayas Itzà

Rupture technologique

Extraction par voie aqueuse de mucilages de graines de chia par cavitation ultrasonore

Extraction des mucilages.

Démucilagination assistée par Ultrasons en Milieu Aqueux:

  • Extraction de polysaccharides mucilagineux pour leur valorisation (rendement : 6% de la masse de graines).
  • Utilisation des graines démucilaginées comme semences.
  • Pour la trituration ou pour la déconstruction en voie aqueuse.
  • Possibilité d’obtenir des tourteaux de trituration démucilaginés.

Données rhéométriques:

Mucilages à 1% dans l’eau distillée.

  • Aspect différent selon le mucilage:
    • Type, Acide et Intermédiaire : Milieu homogène
      • Après centrifugation 10′ – 1350rpm – Résidu gélatineux et phase liquide (MS~0.65%).
      • Filtration seringue avec filtre de 1µm difficile.
  • Analyse rhéométrique en mode oscillatoire – Suivi des modules élastiques et visqueux en fonction de l’amplitude de déformation (de 0 à 200%).
  • Mucilage protéiné plus visqueux mais de structure instable.
  • Comportement rhéologique semblable entre mucilages type et intermédiaire.
  • Mucilage acide de plus forte viscosité que mucilage type et intermédiaire.
  • Mucilage acide de structure moins stable que mucilage type et intermédiaire.

Composition des mucilages. 

Chia mucilage.

Présent à la surface de certains végétaux, notamment de certaines graines oléoprotéagineuses (Lin, Cameline, Chia…), le mucilage est un ensemble complexe de composés qui a la particularité de gonfler au contact de l’eau, développant une consistance gélatineuse.

Il est composé en grande partie de polysaccharides. Dans le mucilage de chia, ces derniers sont d’une masse moléculaire de 800 à 2000 kDa et sont principalement constitués de résidus glucosyles, xylosyles, et d’acide glucuronique au sein de résidus acides glucopyranosyluroniques (Lin et al., 1994). On note cependant aussi la présence d’acide galacturonique, de résidus arabinosyles, galactosyles et mannosyles (Hernandez, L.M., 2012; Timilsena et al., 2016).

Le mucilage de chia possède un comportement rhéologique élastique et rhéofluidifiant et des capacités d’absorption et rétention d’eau (Capitani et al., 2015) qui peuvent être valorisés dans l’alimentaire, notamment en tant qu’agent épaississant. Il peut ainsi notamment être utilisé comme émulsifiant et stabilisant dans de la crème glacée (Campos et al., 2016).

Au niveau cosmétique, on note l’utilisation du mucilage de chia  comme agent adoucissant pour la peau (Srivastava, 2014). Notons également que le mucilage de lin peut être utilisé comme lubrifiant pour la surface de la peau,  comme mucus artificiel ou agent anti-irritant (Arnebrant et al., 2005; Majlessi and Marcheggiani, 2004; O’Mullane and Hayter, 1993).

Au niveau pharmaceutique, le mucilage de lin a démontré des effets anti-inflammatoires au niveau de l’intestin et peut être utilisé en cas de diarrhées ou contre la constipation (Hanif Palla and Gilani, 2015). Il diminuerait également les taux de cholestérol et de glucose dans le sang (Mitra and Bhattacharya, 2009; Thakur et al., 2009).

L’extraction du mucilage se fait généralement à faible concentration en milieu aqueux, à des températures allant de 20 à 80°C,  sur différentes durées, avec ou sans agitation et modification du pH. Plusieurs articles traitent de l’optimisation de l’extraction du mucilage  de chia au travers de plans d’expérience faisant intervenir ces paramètres (Campos et al., 2016), (Hernandez, L.M., 2012) , (Muñoz et al., 2012). Selon ces conditions, la composition de l’extrait peut fortement varier. Ainsi, (Segura-Campos et al., 2014b) extrait un mucilage sec contenant des fibres, protéines et lipides en quantités équivalentes (~25%), 14% de carbohydrates et 5.5% de cendres tandis que (Capitani et al., 2013) trouve un mucilage contenant 13% de protéines, 3.5% de lipides, 9.5% de cendres, 15% de fibres et 72% de carbohydrates.

Dans un brevet, Acevedo et al., 2008, a  utilisé plusieurs technologies dont le couplage d’une agitation mécanique avec un bain à ultrasons pour améliorer la solubilisation du mucilage.

Les ultrasons sont en effet utilisés dans de nombreux exemples d’extraction des polysaccharides des plantes. 

Une fois récupéré, le mucilage, séparé des graines par simple filtration, peut être concentré et lyophilisé. En tant que mélange de saccharides neutres et acides, il possède, en tant que tel ou sous forme d’hydrolysat, de nombreux groupements fonctionnels qui ouvrent la voie à des modifications chimiques devant permettre une diversification de ses propriétés d’usage.

Impact sur la santé de la graine de Chia et plus particulièrement application alimentaire du mucilage comme alicament.

  • Alicaments pour les deux cerveaux.

La chia (Salvia hispanica L.) est une ancienne culture d’Amérique centrale qui a récemment été redécouverte comme alicament, source d’oméga 3. Depuis les années 1920 des publications scientifiques décrivent les graines de chia et leurs différents composés. Le nombre de publications traitant des graines de chia et de ses différents composés a augmenté de façon considérable ces dix dernières années, ce qui prouve qu’actuellement cette graine est sujette à un grand engouement. Outre la consommation traditionnelle des graines, des utilisations novatrices ont été proposées grâce à la teneur élevée en protéines et à la production de mucilage. Les fibres et le mucilage permettent de nombreuses applications en agroalimentaire par exemple.

  • Fibres et Mucilage

A 100g de graines de chia correspondent 35 à 40g de fibres alimentaires soit 100% de l’apport quotidien recommandé pour un adulte. Les fibres alimentaires ont un effet bénéfique sur la santé humaine ce qui en fait un élément important des apports nutritionnels journaliers. Une liste non exhaustive des bienfaits liés à la consommation de fibres alimentaires peut-être dressée : réduction du cholestérol, diminution du risque de maladie cardiovasculaires, mais également du diabète de type II. La consommation de fibres alimentaires est aussi associée  à une augmentation de la sensation de satiété après les repas et donc à une diminution du sentiment de faim par la suite.

Lorsque la graine de chia est immergée dans l’eau, un gel mucilagineux transparent appelé muqueuse de chia (mucilage) se développe. Ce gel est composé essentiellement de fibres solubles et correspond à 5-6% de la masse des graines de chia, il est situé dans la couche supérieure de la graine et dans la couche adjacente, sans être facilement séparable du reste de la graine. Ces fibres solubles permettent la rétention de 27 fois la masse de la graine en eau.

Le mucilage de chia est formé par des polysaccharides de masse moléculaire élevée. La structure principale proposée en 1994 par Lin et al. est un tétrasaccharide avec  un enchainement de groupements 4-O-methyl-α-D-glucoronopyranosyl avec branchement β-D-xylopyranosyl sur la chaine principale (Figure). Cependant le mucilage est un mélange complexe de polysaccharides neutres et acides eux-mêmes constitués de monomères variés comme par exemple : du glucose, du xylose, du galactose, de l’arabinose et également des acides uroniques. Selon l’origine des graines mais également la méthode d’extraction du mucilage  la répartition entre les différents monosaccharides peut varier. Un exemple de cette répartition en monosaccharides est donnée par Timilsena et al. dans une étude sur  du mucilage issu d’extraction en milieux aqueux de graines de chia (S. hispanica L.) obtenues sur un marché local de Melbourne (Tableau).

Ce gel mucilagineux est considéré comme un ingrédient précieux dans l’industrie alimentaire, en raison de ses bonnes propriétés physiques. Cela comprend des propriétés comme agent stabilisateur de mousse dans des produits tels que les mayonnaises, les sauces et les yaourts. En outre, le gel est également un agent de suspension, un émulsifiant, un adhésif ou un liant avec une capacité de retenue d’eau. Dans ce sens, des études ont mentionné que le mucilage des graines de chia peut être utilisé dans les produits alimentaires de boulangerie comme un bon remplacement pour les œufs et l’huile, ainsi qu’une solution pour diminuer les graisses et les sucres dans la farine de boulangerie.

Le phénomène de formation du gel se produit dans la bouche lorsque les graines sont mâchées  et se poursuit dans l’estomac. Ce gel a des effets importants sur la nutrition et la santé :

  • Un effet apaisant sur le tube digestif
  • La création d’une barrière pour les enzymes, donc un ralentissement et une réduction de la rupture des glucides complexes en sucres
  • Une sensation de satiété due à l’augmentation du volume de la masse hydrique.
  • Une augmentation de la viscosité des aliments, ce qui rend la digestion plus efficace et prolonge la sensation de satiété.
  • Les fibres solubles formant le gel agissent comme probiotiques et régulent le taux de glycémie et de cholestérol.

Impact de la culture de Chia pour ses services écosystémiques pouvant répondre à des agricultures diverses et multi-performantes, à une alimentation saine et durable, aux usages complémentaires.

Applications du mucilage extrait.

  • Enrobage de graines —> Aider les graines à garder un environnement humide et minéralisé lors de la germination. 

 Mise au point d’un protocole d’enrobage des graines par aspersion de mucilage aqueux enrichi en protéines et en minéraux issus de chia.

  • Date de semis:
    • Natives le 21 juin 2018 à 4kg/ha.
    • Démucilaginées et démucilaginées enrobées le 20 juillet 2018 à 4kg/ha.

Les natives ont bénéficié de l’eau de pluie (155mm en juin) contenues dans le sol lors du semis, contrairement aux graines démucilaginées et démucilaginées enrobées qui ont du être arrosées (4*20mm).

Marchés de Chia 2020-2027.

Des études avancées consacrées à l’analyse du marché de l’huile de Chia ainsi que les dernières tendances prévoient une montée en flèche du marché en 2020-2027.

(https://3wnews.org/uncategorised/2875735/global-chia-oil-market-advance-study-focusing-on-market-analysis-sky-rocketing-growth-and-latest-trends-during-2020-2027/)

Le Chia dans le monde

La culture du chia aujourd'hui

Les principaux fournisseurs du marché sont très sollicités partout dans le monde : les chiffres concernant les importations et exportations le prouvent. Ces chiffres sont très significatifs notamment pour l’Amérique latine, principale actrice du marché. Selon le CBI, on enregistre un volume d’exportation à 18 000 tonnes de graines de chia en Europe, ce qui est équivalent à 41,7 millions d’euros en 2017 contre 12,3 millions d’euros en 2013. L’Allemagne est le plus gros importateur de graines de chia en Europe suivie par les Pays-Bas, l’Espagne et le Royaume-Uni.  Comme l’a indiqué le Centre pour la promotion des importations en provenance des pays en développement, CBI, le Paraguay détient 30% du marché suivi de la Bolivie, 23%, le Pérou quant à lui possède 17%, l’Argentine en détient 20% et le Mexique, 7%. Ces pays sont les principaux fournisseurs qui approvisionnent l’Europe. De plus, l’Europe est un nouvel acteur qui produit également des graines de chia notamment l’Allemagne, les Pays-bas, l’Espagne et maintenant la France. (https://sejum.com/fr/article-sur-les-graines-de-chia/)

Agrofün - Membre de la filière chia de france

Le chia en france

Découvrez la première filière Chia de France.