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

Faith Ouma, doctorante au département des sciences alimentaires de l'université de l'Arkansas, est l'auteur principal de l'article intitulé "Investigating safe storage conditions to mitigate aflatoxin contamination in rice" (Étude des conditions de stockage sûres pour réduire la contamination du riz par les aflatoxines). Cet article a été publié dans Food Control, une revue internationale sur la sécurité alimentaire.

Mme 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 la station d'expérimentation agricole de l'Arkansas, l'organe 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 de l'humidité, le riz peut être contaminé par des champignons. Les champignons peuvent alors produire des composés toxiques naturels appelés mycotoxines, bien que les chercheurs n'aient pas encore découvert pourquoi ils créent ces toxines. Les aflatoxines, une famille de mycotoxines, sont des composés toxiques qui ont été désignés par le Centre international de recherche sur le cancer comme cancérigènes du groupe 1, ce qui signifie qu'il existe des preuves suffisantes qu'ils peuvent provoquer un 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 M. Ouma. "Mais là d'où je viens, au Kenya, c'est l'un des points chauds. À une époque, des gens sont morts parce qu'ils avaient consommé du maïs contaminé par des aflatoxines.

Selon une étude publiée en 2020 par le Journal of Young Investigators, le Kenya a connu en 2004 l'épidémie d'aflatoxines la plus grave au monde, avec 317 cas et 125 décès.

Griffiths Atungulu, professeur agrégé en sciences alimentaires et directeur du programme de transformation du riz de l'Arkansas, est le conseiller et le coauteur d'Ouma. Les autres coauteurs sont Kaushik Luthra, chercheur postdoctoral en sciences alimentaires, et Abass Oduola, ancien doctorant en sciences alimentaires.

Le projet fait partie de l'objectif de recherche plus large d'Ouma sur la sécurité des produits à base de riz prêts à consommer, tels que le riz instantané, qu'elle poursuivra tout au long de son doctorat. Pour ses recherches sur la sécurité du riz, elle a reçu le premier prix de l'Arkansas Association for Food Protection pour son affiche dans la division Interventions, pré- et post-récolte 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 l'aflatoxine représente un risque encore plus grand pour les produits tels que le riz instantané et les galettes de riz. M. Atungulu a fait remarquer que le producteur peut atténuer ce risque dès les premiers stades 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 seront 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", explique M. Atungulu.

Étudier les conditions de croissance

Les chercheurs ont entrepris de comprendre comment prévenir la formation d'aflatoxines en mesurant l'impact de la température, de l'humidité, de la durée 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 fractions de riz brut, de riz brun et de riz usiné. Le riz brut n'est pas transformé et possède encore sa coque, ou enveloppe protectrice dure, alors que le riz brun en est dépourvu. Le riz usiné est débarrassé de sa coque et de ses couches de son. Les échantillons de chaque type de riz ont ensuite été divisés en deux catégories : autoclavés, ou stérilisés à la vapeur, et non autoclavés. 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 avons cherché à déterminer quels sont les environnements qui permettent à ces champignons de se sentir suffisamment en confiance pour commencer à produire la toxine", a déclaré M. 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 constaté que les niveaux de température et d'humidité relative avaient l'impact le plus significatif sur la croissance des champignons, et qu'ils avaient un impact encore plus important lorsqu'ils étaient présents ensemble. Ils ont également constaté que le riz brun présentait des niveaux d'aflatoxine B1 particulièrement élevés en raison des graisses contenues dans le son, qui peuvent fournir du carbone pour une croissance fongique accrue et la production d'aflatoxines.

L'étude d'Ouma a montré que les bonnes conditions de stockage du riz pour réduire le risque d'aflatoxine 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, Mme Ouma a déclaré qu'elle espérait que son travail aurait un double impact.

"Je veux publier des données, mais je veux aussi trouver quelque chose qui puisse aider à résoudre un problème réel lorsque je rentrerai chez moi", a déclaré Mme Ouma.

Pour en savoir plus sur les recherches de la division de l'agriculture, visitez le site Web de la station d'expérimentation agricole de l'Arkansas : https://aaes.uada.edu. Suivez-nous sur Twitter à l'adresse @ArkAgResearch. Pour en savoir plus sur la division de l'agriculture, visitez le site https://uada.edu/. Suivez-nous sur Twitter à l'adresse @AgInArk. Pour en savoir plus sur les programmes de vulgarisation en Arkansas, contactez votre agent local du Cooperative Extension Service ou visitez le site www.uaex.uada.edu.

À propos de la division de l'agriculture

La mission de la division de l'agriculture du système de l'université de l'Arkansas est de renforcer l'agriculture, les communautés et les familles en reliant une recherche fiable à l'adoption des meilleures pratiques. Par l'intermédiaire de l'Agricultural Experiment Station et du Cooperative Extension Service, la Division of Agriculture mène des travaux de recherche et de vulgarisation dans le cadre du système historique d'éducation par subventions foncières du pays.

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La division de l'agriculture du système de l'université de l'Arkansas propose tous ses programmes et services de recherche et de vulgarisation sans distinction de race, de couleur, de sexe, d'identité sexuelle, d'orientation sexuelle, d'origine nationale, de religion, d'âge, de handicap, de situation matrimoniale ou de statut d'ancien combattant, d'informations génétiques ou de tout autre statut protégé par la loi, et est un employeur pratiquant l'action positive/l'égalité des chances.