La spiruline est un aliment à base de cyanobactéries du genre Arthrospira, s’apparentant à de l’algue bleu-vert et qui est consommé depuis des siècles en raison de sa haute valeur nutritionnelle et de ses bienfaits supposés pour la santé. Elle pousse naturellement dans les océans et les lacs salés des climats subtropicaux. Les Aztèques récoltaient la spiruline dans le lac Texcoco, dans le centre du Mexique, et elle est encore récoltée dans le lac Tchad, dans le centre-ouest de l’Afrique, et transformée en gâteaux secs.
La spiruline était autrefois classée parmi les plantes en raison de « sa richesse en pigments végétaux et de sa capacité de photosynthèse », selon une étude publiée dans la revue Cardiovascular Therapeutics. Une nouvelle compréhension de sa génétique, de sa physiologie et de ses propriétés biochimiques a amené les scientifiques à la déplacer vers le royaume des bactéries et le phylum des cyanobactéries.
1. Les différentes espèces
Il existe plusieurs espèces, mais trois d’entre elles (Arthrospira platensis, Arthrospira maxima et Arthrospira fusiformis) font l’objet d’études approfondies en raison de leur grande valeur nutritionnelle et de leur potentiel thérapeutique, selon les auteurs des études. La variété de spiruline la plus répandue est Arthrospira platensis qui est mise en culture un peu partout dans le monde notamment en Chine, en France, en Afrique ainsi qu’aux Etats-Unis.
La spiruline possède un corps filamenteux, qui, au microscope, apparaît comme une courbure régulière en spirale, lâche ou serrée, en forme d’horloge, d’où son nom. Elle pousse en spirales microscopiques, qui ont tendance à se coller les unes aux autres, ce qui la rend facile à récolter. Par ailleurs, elle a une couleur bleu-vert intense, mais un goût relativement doux.
2. Histoire de la spiruline
La consommation de spiruline remonte au moins au règne de l’empereur aztèque Montezuma (1467-1520), grand amateur de poissons, qui envoyait des coursiers parcourir les 300 km qui séparaient sa capitale du golfe du Mexique pour pouvoir les déguster frais. Ces coureurs parvenaient à couvrir de longues distances grâce à la spiruline séchée ! Après avoir été récoltée sous la forme d’une sorte de bave bleu-vert à l’aide de filets à mailles très fines, la spiruline était ensuite séchée sous forme de galettes et consommée avec des céréales, assaisonnée de chilmolli (une sauce à base de tomates, de poivre et d’épices).
Malheureusement, les sources de spiruline mexicaines ont disparu lorsque les conquistadors espagnols ont asséché les lacs qui l’alimentaient, afin de créer des pâturages et des terres agricoles pour la culture du maïs, des tomates, etc. La spiruline a rapidement été oubliée dans la région. Bien plus tard, en 1960, Hubert Durand-Chastel un ingénieur français a pris la direction d’une usine de production d’hydroxyde de sodium au Mexique et a dû faire face à une boue bleue qui s’introduisait dans les machines. Après l’avoir brûlée avec les déchets, il a finalement pu l’identifier comme étant de la spiruline.
Au début des années 1970, la spiruline a été reconnue par la Conférence des Nations unies sur l’alimentation comme « la meilleure ressource alimentaire de demain ». Au milieu des années 1970, le gouvernement mexicain a proposé cet aliment vert aux athlètes pour renforcer et rajeunir leur organisme, avec de bons résultats. Après les années 1980, la production et l’application de la spiruline dans de nombreux pays ont pris une ampleur considérable. Depuis 1974, la première usine de production de spiruline au monde est en activité au Mexique.
Sur les rives du lac Tchad, la spiruline forme un épais tapis vert qui est récolté par la tribu Kanembu. Les femmes de cette tribu récoltaient traditionnellement la spiruline à l’aide de paniers tressés, la filtrant directement sur le sable pour qu’elle sèche au soleil. Les Kanembu mangent quotidiennement ce « dihé » (sorte de gâteaux secs à base de spiruline) en sauce et il représente l’essentiel des rations de la tribu en période de famine.
3. Composition chimique
La composition chimique de la spiruline est riche en protéines, faible en graisses, faible en sucres, et contient de nombreuses vitamines et oligo-éléments, ce qui en fait un aliment très nutritif.
- La teneur en protéines de la spiruline atteint 60 % en moyenne et elle contient une gamme complète d’acides aminés essentiels et une teneur raisonnable en acides gras.
- La teneur en graisses de la spiruline est généralement de 5 à 6 % du poids sec, dont 70 à 80 % sont des acides gras insaturés (AGI), en particulier la teneur en acide linolénique est jusqu’à 500 fois supérieure à celle du lait humain.
- La spiruline a une teneur en cellulose de 2 à 4 %, et la paroi cellulaire est principalement composée de collagène et d’hémicellulose, qui sont absorbés par le corps humain à un taux de plus de 75 %.
- La spiruline est également extrêmement riche en vitamines et minéraux, les premières comprenant les vitamines A, D, B1, B2, B3, B6, B8, E et K ; les seconds comprenant le zinc, le fer, le potassium, le calcium, le magnésium, le phosphore, le sélénium, l’iode et d’autres oligo-éléments. Le rapport entre le bio-zinc et le fer dans la spiruline est fondamentalement le même que celui des besoins physiologiques de l’homme, et est le plus facilement absorbé par le corps.
- En outre, les ingrédients actifs contenus dans la spiruline, tels que la phycocyanine (CPC) ont un effet régulateur sur de nombreuses fonctions des animaux.
4. Les usages de la spiruline
La spiruline a été remarquée et appréciée par de nombreux scientifiques et organisations internationales du monde entier pour ses qualités de nutrition complète et équilibrée.
Elle est largement utilisée comme complément alimentaire dans le monde entier et a été recommandée par les Agences spatiales américaine et européenne comme l’un des principaux aliments pour le personnel des missions spatiales de longue durée en raison des ses grandes propriétés (croissance et reproduction rapides, efficacité photosynthétique élevée et grande adaptabilité). En effet, la spiruline pourrait non seulement nourrir les astronautes lors des expéditions habitées de longue durée mais servirait également à produire de l’oxygène grâce à sa forte teneur en chlorophylle.
5. Production
La spiruline est l’une des nombreuses espèces d’algues qui poussent dans les eaux douces naturelles. On la trouve également dans des habitats naturels tels que les marais, l’eau de mer et les eaux saumâtres où l’on trouve des eaux alcalines. Elles se développent bien dans les eaux hautement alcalines avec un niveau élevé de rayonnement solaire où aucun autre micro-organisme ne peut se développer. Ils peuvent également tolérer des températures basses de 15° C pendant les nuits et de 40° C pendant quelques heures dans la journée. Dans les habitats naturels, leurs cycles de croissance dépendent de l’apport limité de nutriments. Lorsque de nouveaux nutriments provenant des rivières ou de la pollution atteignent les masses d’eau, les bactéries se développent rapidement et augmentent leur population jusqu’à la densité maximale. Lorsque les nutriments sont épuisés, la spiruline meurt en atteignant le fond et se décompose en libérant des nutriments dans l’eau. Un nouveau cycle de spiruline commence lorsque de nouveaux nutriments arrivent dans le lac. Sa prolifération dans les lacs de la vallée de Grand Rift (lacs Natron de Tanzanie, Bogoria au Kenya, Chitu ou Abijatta en Ethiopie) est liée à la présence de flamants nains qui assurent l’apport quotidien de nutriments nécessaires.
Mais on retrouve également de la spiruline dans protéine des plans d’eau sans aucun rapport écosystémique avec le flamant nain. C’est ce que l’on remarque par exemple dans le lac Ye Kharr en Birmanie. Les spirulines du genre Arthrospira poussaient aussi de façon naturelle dans les lacs Texcoco, Paracas et Lonar respectivement au Mexique, au Pérou et en Inde. On doit leur disparition dès la fin du XX e à l’augmentation des activités humaines.
i/ Principes et méthodes de production en algoculture
La culture de masse de la spiruline est généralement effectuée dans des bassins peu profonds, équipés de roues à aubes pour mélanger la culture. Deux types de bassins ouverts sont généralement utilisés : le premier est revêtu de béton et est donc coûteux, le second est un tunnel de terre peu profond revêtu de chlorure de polyvinyle (PVC) ou d’un autre matériau plastique durable.
Le revêtement des chemins de roulement augmente le coût de production de la biomasse algale, d’où la recherche de matériaux et de procédés moins coûteux, comme le scellement à l’argile (Vonshak et Richmond, 1988). La surface des canaux commerciaux varie de 0,1 à 0,5 hectare et la profondeur de culture est généralement maintenue à 15-18 cm.
La roue à aubes, grande ou petite est le dispositif d’agitation le plus courant. L’une des difficultés de ce type d’agitation est que le flux n’est pas suffisamment turbulent pour produire une lumière optimale pour les algues unicellulaires. D’autres moyens ont donc été utilisés pour augmenter la turbulence dans les étangs peu profonds ou les pistes de course, et par conséquent l’efficacité photosynthétique (Vonshak et Richmond, 1988).
La culture peut commencer après avoir introduit de l’eau dans chaque bassin en béton à la hauteur requise et après avoir installé les roues à aubes. L’eau doit avoir la bonne valeur de pH et être alcaline en ajoutant les sels nécessaires au taux requis. Une fois que l’eau a une composition standard en micronutriments, le bassin est prêt pour l’ensemencement de la spiruline. Idéalement, pour une croissance et une récolte uniformes, on ajoute 30 grammes de Spiruline sèche pour 10 litres d’eau. Une culture concentrée de Spiruline vivante peut également être utilisée pour l’ensemencement du bassin. Dans les fermes commerciales, un bassin est exclusivement réservé à l’élevage de la spiruline en tant que semence. Cela réduit les achats réguliers et la ferme devient autonome et peut également vendre des semences de spiruline vivante à d’autres agriculteurs. La bactérie algue commence à doubler sa biomasse en trois à cinq jours. L’algue se développe en consommant les nutriments présents dans le milieu de culture. Les agriculteurs doivent continuellement vérifier la valeur de la teneur en nutriments et ajouter de l’eau fraîche à intervalles réguliers pour obtenir une bonne production et des rendements élevés. Les agriculteurs doivent être attentifs au contrôle des conditions environnementales afin d’éviter la contamination du milieu de culture. Les cultures se développent rapidement et périssent aussi rapidement lorsque les cultures de spiruline ne sont pas correctement entretenues. La spiruline mature change de couleur, passant du vert clair au vert foncé. La concentration d’algues et la couleur des algues sont le facteur déterminant pour savoir quand la spiruline doit être récoltée. L’autre méthode consiste à utiliser le pupitre de Secchi pour mesurer la concentration, qui doit être d’environ 0,5 gramme par litre de milieu de culture.
Le niveau d’eau dans l’étang doit être maintenu entre 20 et 30 cm (25 cm est la hauteur idéale). Comme la plupart des étangs sont ouverts, l’évaporation de l’eau affecte la culture. En particulier pendant l’été, en moyenne trois fois par mois, de l’eau fraîche est déversée dans les bassins pour maintenir un niveau d’eau constant (25 cm) pendant toute la durée de la culture.
ii/ Débuts de l’algoculture à grande échelle de la spiruline
Selon un rapport de la FAO, la principale culture commerciale à grande échelle de microalgues a commencé au début des années 1960 au Japon avec la culture de la Chlorella, suivie de la Spiruline au début des années 1970 au lac Texcoco au Mexique. La spiruline est produite dans au moins 22 pays : Bénin, Brésil, Burkina Faso, Tchad, Chili, Chine, Costa Rica, Côte d’Ivoire, Cuba, Équateur, France, Inde, Madagascar, Mexique, Myanmar, Pérou, Israël, Espagne, Thaïlande, Togo, États-Unis d’Amérique et Viet Nam.
Selon Shimamatsu (2004), la production industrielle totale de spiruline est d’environ 3 000 tonnes par an. Les données FishStat de la FAO (FAO, 2006) suggèrent qu’il s’agit là d’une sous-estimation substantielle puisque l’ensemble des données actuelles (jusqu’à 2004 inclus) ne montre que la production en Chine, elle indique une production de 19 080 tonnes en 2003, qui a fortement augmenté pour atteindre 41 570 tonnes en 2004, d’une valeur d’environ 7,6 millions de dollars US et 16,6 millions de dollars US, respectivement. La Chine a commencé à produire de la spiruline dans des usines en 1990 et disposait de plus de 80 usines en 1997 (Li et Qi, 1997). D’autres pays avec une production significative de spiruline qui ne sont pas comptabilisés dans les rapports FishStat comprennent les États-Unis d’Amérique (Californie et Hawaii), la province de Taiwan, le Royaume-Uni et la Thaïlande.
iii/ Culture de la spiruline en France
La toute première ferme commerciale française de spiruline a vu le jour plutôt tardivement en 1998. A l’époque, on notait une divergence de méthodes d’exploitation : les micro exploitations, les exploitations de taille intermédiaire et les méthodes mises en avant par les start-ups
– Micro-exploitations / spiruline paysanne
La première ferme de ce type a été lancée en 1998 dans le Lodévois sur une étendue de 100. Puis ont suivies plusieurs autres et leur production avoisinait en moyenne 1 tonne par an.
Plusieurs moyens ont été mis en œuvre afin de dynamiser cette filière. On note principalement la création d’un certificat de « Production artisanale de spiruline à vocation humanitaire » qui a permis de former plus de personnes à la culture de la spiruline et ainsi de booster le lancement des fermes, les plus vastes étant quand même de moins de 650 m2. Cependant, la production de spiruline en France demeure moindre par rapport à la production mondiale (30 t/ an contre 300 t/an).
A partir de 2003, l’important potentiel économique de la spiruline se fait sentir on remarque l’apparition de fermes à capacités plus importantes (étendue dépassant les 1000). Actuellement, on répertorie des fermes de près de 5000 m2 et dont la production est d’à peu près 1 t/100 m2.
– Soutiens Institutionnels
Actuellement, la spiruline est principalement utilisée par les ONG et les institutions sanitaires locales (hôpitaux ; CRENs: Centres de récupération et d’éducation nutritionnelle) pour lutter contre la malnutrition, en raison de sa composition en micronutriments, de ses avantages potentiels pour la santé et le fait qu’elle puisse être produite localement.
Ces organisations ont amélioré les méthodes de culture et leur travail est soutenu par des études, observations et témoignages de personnes utilisant la spiruline. Malgré cela, la spiruline n’est ni recommandée ni promue par des organisations internationales telles que l’OMS, le PAM ou l’UNICEF. Pour ces agences de l’ONU, les bénéfices potentiels de la spiruline doivent être prouvés scientifiquement avant qu’elles ne prennent position (alors même que la grande majorité des compléments alimentaires qu’elles recommandent n’ont jamais obtenu de validation scientifique irréfutable).
L’absence de preuves scientifiques fait que la spiruline est absente des protocoles de malnutrition, au profit des farines enrichies et des laits thérapeutiques. Ces produits importés sont évidemment utiles en cas de crise alimentaire, mais contrairement à la spiruline, ils n’encouragent pas l’initiative locale et les populations restent donc dépendantes des pays du Nord. A ce jour, les agences intergouvernementales ont adopté une position non engageante sur l’utilisation de la spiruline dans la lutte contre la malnutrition. Finalement, aucune de ces institutions ne prend réellement position.
Cette situation devrait bientôt évoluer, puisque certains pays, comme le Burkina Faso ou le Sénégal, ont mis en place des plans gouvernementaux pour développer la culture de la spiruline. Par ailleurs, en 2005, les pays africains ont présenté un projet de résolution exigeant une prise de position claire de l’Assemblée générale des Nations unies en faveur de la production et de l’utilisation de la spiruline.
Suite à cela, la FAO a été mandatée et a préparé une étude sur ce sujet en 2008. Bien que ce document ne traite que superficiellement la question de la malnutrition, il reconnaît néanmoins le potentiel de la spiruline dans ce domaine. (Revue 2008 de la FAO sur la spiruline). Après des années de suspicion, les organisations internationales ont enfin une attitude plus positive envers la spiruline.
– Institutions internationales et associations d’intérêt général
La spiruline a été remarquée et appréciée par de nombreux scientifiques et organisations internationales du monde entier pour sa nutrition complète et équilibrée et sa valeur extrêmement élevée dans la prévention des maladies et les soins de santé. Les nutritionnistes et les pharmacologues l’appellent « le champion nutritionnel de la terre » et « la nouvelle étoile des sources médicinales ». L’Organisation mondiale de la santé a reconnu la spiruline comme « le meilleur produit de santé pour l’humanité au XXIe siècle » et « l’aliment super nutritif du futur » ; l’UNESCO a recommandé la spiruline comme « l’aliment le plus idéal et le plus parfait de demain » ; l’Organisation des Nations unies pour l’alimentation et l’agriculture (FAO) a également approuvé solennellement la spiruline. » ; L’Organisation des Nations unies pour l’alimentation et l’agriculture a également recommandé solennellement au monde que » la spiruline est la ressource alimentaire la plus excellente et la nourriture future pour les êtres humains. «
– Soutien public à des filières de production nationales ou régionales
En chine, un véritable soutien est apporté aux pour promouvoir la culturede la spiruline.
L’Etat français aussi s’implique dans cette filière via notamment un soutien financier apporté par le Ministère de l’Agriculture et de l’Alimentation aux Spiruliniers de France.
6. Utilisation de la spiruline alimentaire
i/ Mode d’administration
En fonction de l’utilisation, la spiruline est mise en vente sous diverses formes.
A cet effet, on retrouve sur le marché de la spiruline en poudre, en gélules, en liquide ou en comprimésgrâce aux méthodes de production industrielles. Les méthodes artisanales permettent d’obtenir de la spiruline en paillettes, en gélules et en micro-aiguillettes. Par ailleurs, la spiruline spiruline est disponible sous forme de produits alimentaires dérivés comme les pâtes.
ii/ Précautions d’emploi et risques sanitaires
Les médecins et les institutions telles que l’ANSES considèrent que la spiruline est sûre en général, notamment en raison de sa longue histoire en tant qu’aliment. Mais la spiruline peut être contaminée par des métaux toxiques, des bactéries nocives et des microcystines (toxines produites par certaines algues) si elle est cultivée dans des conditions dangereuses. La spiruline contaminée peut provoquer des lésions hépatiques, des nausées, des vomissements, la soif, la faiblesse, un rythme cardiaque rapide, un choc et même la mort. La spiruline contaminée peut être particulièrement dangereuse pour les enfants et elle est généralement déconseillée chez certaines personnes à risque comme celles sujettes à la goutte. Le NIH recommande de rechercher la source de la spiruline contenue dans les suppléments pour s’assurer qu’elle est cultivée dans des conditions sûres et testée pour détecter les toxines.
De plus, l’Agence nationale de sécurité sanitaire (ANSES) craint un dépassement de la limite d’apport quotidienne par ingestion de en bêta-carotène en raison de sa forte concentration dans la spiruline alimentaire.
7. Études sur les effets de la spiruline
La spiruline s’étant popularisée, de nombreuses études ont été menées pour déterminer ses effets précis sur l’organisme.
i/ Rôle hypolipémiant ou hypocholestérolémiant
Il a été établi grâce à l’étude des effets hypolipidémiants des extraits de spiruline sur différents sujets animaux que le traitement par la spiruline minimise l’accumulation de triglycérides dans les cellules du foie et normalise les taux de cholestérol HDL, LDL et VLDL.
En outre, il s’avère que l’apolipoprotéine B est indispensable à la synthèse du cholestérol LDL.
Enfin, des résultats d’études menées sur des rats, il ressort que la phycocyanine aurait un effet inhibiteur sur la lipase pancréatique et serait le principal composé actif de la spiruline responsable de l’activité hypolipidémiante.
ii/ Rôle anti-inflammatoire et action immuno-modulatoire
Différentes études ont permis de montrer les propriétés anti-inflammatoires de la spiruline et en particulier de la phycocyanine qu’elle contient. Ce principe actif empêche la production de cytokines pro-inflammatoires comme le TNF-α, supprime l’expression de la cyclo-oxygénase 2 (COX-2), le principal médiateur de l’inflammation, et diminue la production de prostaglandine E.
Un second pigment que renferme spiruline serait responsable de sa propriété anti-inflammatoire : le β-carotène.
Abstraction faite de ses effets anti-inflammatoires, il a été prouvé grâce à une étude in vitro que la spiruline permet d’améliorer les performances immunitaires de façon globale. De cette étude, il ressort qu’il y aurait une correspondance entre les β-carotènes, l’acide ascorbique et la quantité de lymphocytes NK (Natural Killer).
iii/ Action anti-bactérienne
Bien que ne disposant d’une substance antibactérienne fixe, des expériences ont démontré que la spiruline lutte grâce à ses mécanismes de défense contre les bactéries pathogènes.
iV/ Propriétés antivirales
Il a été établi que la spiruline présente des effets contre plusieurs virus comme le cytomégalovirus humain, les virus de la rougeole, des oreillons, de la grippe A, du HIV-1 et du HSV-1 sans pour autant être une menace pour le corps humain. Cette cyanobactérie agit en bloquant la réplication de nombreux virus et ceci serait dû à un polysaccharide sulfaté, appelé Spiruline-calcium qu’elle contient.
v/ Propriétés antioxydantes
Grâce aux recherches sur cette cyanobactérie, on a découvert que ses effets antioxydants viennent de l’action individuelle et synergique des molécules comme la C–phycocyanine, les β-carotènes,les tocophérol, l’acide C-linolénique et les composés phénoliques.
En outre, une étude sur des rats a révélé que la spiruline protège contre le stress oxydatif causé par l’acétate produit dans le foie et le rein.
VI/ Propriétés anti-cancer
Les propriétés anti-cancer de la spiruline sont pour l’heure encore peu connues et seraient dues aux β-carotènes dans la prévention du cancer de la peau et au Spirulane-calcium. Chez S. platensis, l’extrait polysaccharidique révèle des propriétés chémo- et radio-protectrices, laissant entrevoir une éventuelle utilisation dans le traitement des cancers.
La spiruline a montré également un effet positif dans le traitement de la leukoplakia orale d’après les travaux de Mathew et al. menés chez des chiqueurs de Tabac en Inde.
Il faut noter également que la C-phycocyanine et les extraits de S.maxima jouent un rôle non négligeable dans la lutte contre les cancers.
VII/ Empoisonnement chronique à l’arsenic
Des milliers de personnes meurent chaque année au Bangladesh, en Chine et en Inde des suites de maladies provoquées par les eaux souterraines polluées par une substance d’origine naturelle : l’arsenic. Dans ces pays, l’arsenic est présent naturellement dans les sols mais les habitants, pour des raisons économiques, creusent des puits à faible profondeur s’exposant à de dangereuses doses de cette substance. Diabètes, cancers, maladies cardiovasculaires et pulmonaires… La liste des pathologies causées par une exposition chronique à l’arsenic est longue. La santé, et même la vie, de millions de personnes seraient menacées. Cependant une étude menée par Misbahuddinn rapporte que l’empoisonnement chronique à l’arsenic pourrait être efficacement traité par l’ingestion quotidienne de spiruline additionnée de zinc.
