Une épidémie de contamination des cultures au Kenya incite un étudiant diplômé à améliorer le stockage du riz

Alors que la moitié de la population mondiale dépend du riz comme aliment de base, environ 15 % du riz produit chaque année est contaminé par des aflatoxines potentiellement mortelles. Constatant que ces substances menaçaient des vies dans son pays d’origine, le Kenya, une assistante de recherche diplômée a décidé de se concentrer sur l’éradication de ce risque grâce à des méthodes de stockage plus sûres.

Faith Ouma, doctorante au département des sciences alimentaires de l’Université de l’Arkansas, est l’auteur principal de «Étude des conditions de stockage sûres pour atténuer la contamination du riz par les aflatoxines » Il a été publié dans la revue Contrôle alimentaire.

Ouma a terminé ses études de premier cycle en biochimie au Kenya avant d’obtenir une maîtrise et de poursuivre un doctorat à l’Université de l’Arkansas. Son étude a été menée par l’Arkansas Agricultural Experiment Station, la branche de recherche de la Division de l’agriculture du système de l’Université de l’Arkansas. Le département des sciences alimentaires fait partie du Dale Bumpers College of Agricultural, Food and Life Sciences.

Lorsqu’il est exposé à de mauvaises conditions de stockage telles que des températures élevées et une forte humidité, le riz peut être contaminé par des champignons. Ces derniers peuvent alors produire des composés toxiques naturels appelés mycotoxines, bien que les chercheurs n’aient pas encore découvert pourquoi ils produisent ces toxines.

Les aflatoxines, une famille de mycotoxines, sont des composés toxiques qui ont été classés par le Centre international de recherche sur le cancer comme cancérigènes du groupe 1, ce qui signifie qu’il existe suffisamment de preuves qu’ils peuvent provoquer le cancer chez l’homme. Les aflatoxines présentent également un risque plus élevé pour les enfants en menaçant leur système immunitaire et leur croissance.

« Aux États-Unis, les aflatoxines ne constituent pas un problème majeur en raison du développement », a déclaré Ouma. « Mais là d’où je viens, au Kenya, c’est l’un des points chauds. Il fut un temps où des gens mouraient parce qu’ils avaient consommé du maïs contaminé par des aflatoxines. »

Selon recherche publié en 2020 par le Journal of Young Investigators, en 2004, le Kenya a connu l’épidémie d’aflatoxine la plus extrême au monde, qui comprenait 317 cas et 125 décès.

Griffiths Atungulu, professeur associé en sciences alimentaires et directeur du programme de transformation du riz de l’Arkansas, est le conseiller et co-auteur d’Ouma. Parmi les autres co-auteurs figurent Kaushik Luthra, chercheur postdoctoral en sciences alimentaires, et Abass Oduola, ancien doctorant en sciences alimentaires.

Le projet s’inscrit dans le cadre d’un objectif de recherche plus vaste d’Ouma sur la sécurité des produits à base de riz prêts à consommer, comme le riz instantané, qu’elle maintiendra pendant qu’elle poursuit son doctorat. Pour ses recherches sur la sécurité du riz, elle a remporté le premier prix de l’Arkansas Association for Food Protection pour son poster dans la division Interventions, Pre- and Post-Harvest en 2022. Elle a également été reconnue comme présentatrice exceptionnelle lors de la réunion internationale annuelle de l’American Society of Agricultural and Biological Engineers pour sa présentation orale la même année.

La contamination par les aflatoxines pose un risque encore plus grand avec des produits tels que le riz instantané et les galettes de riz. Atungulu a noté que le producteur a la possibilité d’atténuer ce risque dès les premières étapes de la transformation du riz. Lors de la transformation ultérieure pour créer des produits tels que le riz instantané et les galettes de riz, même des températures élevées atteignant 200 degrés Celsius, ou 392 degrés Fahrenheit, n’élimineront pas les aflatoxines une fois qu’elles sont produites. Même si les températures élevées étaient efficaces pour détruire les aflatoxines, elles dégraderaient probablement la qualité nutritionnelle.

« Une fois la toxine formée, le grain devient presque inutile », a déclaré Atungulu.

Étude des conditions de croissance

Les chercheurs ont cherché à comprendre comment prévenir la formation d’aflatoxines en mesurant l’impact de la température, de l’humidité, du temps de stockage et de l’humidité sur la croissance de la toxine.

Le riz d’une ferme de Hazen a été collecté et divisé en deux catégories : riz brut, riz brun et riz blanchi. Le riz brut n’est pas transformé et possède encore sa coque, ou son enveloppe protectrice dure, alors que le riz brun n’en possède pas. Le riz blanchi est débarrassé de sa coque et de ses couches de son. Des échantillons de chaque type de riz ont ensuite été divisés en riz autoclavé, ou stérilisé à la vapeur, et riz non autoclavé. Tous les échantillons ont été inoculés avec Aspergillus flavus, un type de champignon qui produit des aflatoxines, et l’équipe a ensuite suivi les niveaux d’aflatoxines.

« Nous cherchions à déterminer les environnements qui permettraient à ces champignons d’être suffisamment confiants pour commencer à produire la toxine », a déclaré Atungulu.

Les chercheurs ont mesuré l’ergostérol, une substance présente dans les parois cellulaires des champignons, et la quantité d’aflatoxine B1, une toxine puissante liée au cancer du foie et à la suppression du système immunitaire. Les chercheurs ont découvert que la température et l’humidité relative avaient les effets les plus significatifs sur la croissance fongique, et qu’ils avaient un impact encore plus important lorsqu’ils étaient présents ensemble. Ils ont également découvert que le riz brun avait des niveaux particulièrement élevés d’aflatoxine B1 en raison des graisses contenues dans son son, qui peuvent fournir du carbone pour augmenter la croissance fongique et la production d’aflatoxines.

L’étude d’Ouma a montré que les conditions de stockage du riz appropriées pour réduire le risque d’aflatoxines après la récolte comprennent une température inférieure à 20 degrés Celsius, ou 68 degrés Fahrenheit, et une humidité relative inférieure à 75 %. Bien que la recherche ait impliqué des mesures minutieuses des niveaux de champignons et d’aflatoxines à différentes températures, niveaux d’humidité et autres paramètres, Ouma a déclaré qu’elle espère que l’impact de son travail sera double.

« Autant je souhaite publier des données, autant je souhaite trouver quelque chose qui puisse aider à résoudre un problème du monde réel lorsque je rentrerai chez moi », a déclaré Ouma.