NZEBO final Mem M2BTA

Transcription

R épublique de Côte d’Ivoire
U nionnion - D isciplineiscipline - Travail
M inistère de l’E nseignem ent Supérieur et
de la R echerche Scientifique
Mémoire
Année Universitaire
2014-2015
Présenté pour l’obtention du diplôme de Master 2
des Sciences et Technologies des Aliments
Option : Biochimie et Technologies des Aliments
Par
Numéro d’ordre
N’ZEBO N’zebo Jean-Michel
...................
THEME
Propriétés fonctionnelles de farines
de deux (02) variétés améliorées de
racines de manioc (Manihot esculenta
Crantz) cultivées en Côte d'Ivoire
(Bocou 3 et TMS4(2)1425)
Soutenu publiquement
le 14/12/2015
Commission d’examen :
- Prof. DJE Koffi Marcellin
- Dr. GBOGOURI Albarin
- Dr. DABONNE Soumaïla
- Dr. GONNETY Tia Jean
Directeur du Mémoire:
Prof. KOUAME Patrice Lucien
(Professeur titulaire)
(Professeur titulaire, Président du jury)
(Maître de conférences, Membre du jury)
Encadreur technique:
Dr. Gnangui Sophie épse ACHO
(Maître-assistante)
Dédicace
A mon Père céleste et à son Fils, Jésus-Christ.
Je te rends gloire Père pour m’avoir donné connaissance de ton merveilleux plan du salut et le
vrai sens de la condition terrestre. Merci pour l’opportunité que tu m’offres de suivre cette
formation. Je te suis très reconnaissant pour la santé et l’intelligence que tu m’as toujours
accordées.
A mon père biologique, N’ZEBO Koua
Ma maman, DJE Lou Djenan Martine
Mes frères et sœurs
Les mots ne suffiraient pas pour exprimer tout ce que je ressens vis-à-vis de vous. Merci pour
tout. Je vous aime !
A tous mes oncles et tantes
Que Dieu vous bénisse !
i
Remerciements
C’est avec un grand honneur que j’adresse mes sincères remerciements aux Prof.
TANO Yao, Président de l’Université Nangui Abrogoua (UNA) et BOHOUA Louis
Guichard, Doyen de l’UFR des Sciences et Technologies des Aliments (UFR-STA).
Je tiens à exprimer ma très vive et sincère gratitude au Prof. KOUAME Lucien Patrice,
Professeur titulaire à l’UFR-STA, Directeur du pôle de Nutrition et Sécurité Alimentaire,
pour m’avoir accordé sa confiance et accueilli au sein de son équipe. Merci de m’avoir soutenu
et dirigé avec tant de sagesse et de gentillesse ainsi que pour votre engagement personnel durant
ce mémoire.
Qu’il me soit permis d’adresser ma reconnaissance au Dr. GONNETY Tia Jean,
Maître de Conférences à l’UFR-STA, Directeur du Laboratoire de Biocatalyse et des
Bioprocédés (LBB) qui avec son dévouement et sa rigueur, nous a permis d’être discipliné dans
le travail.
Mes profonds remerciements aussi au Dr. Gnangui Sophie épouse ACHO, Maîtreassistante à l’UFR-STA, mon encadreur technique qui m’a assisté avec tant de compétence et
de rigueur scientifique. Ma reconnaissance pour son exigence du travail bien fait et ses
remarques pertinentes.
J’adresse ma plus respectueuse reconnaissance aux Professeurs et Docteurs membres du
jury, pour avoir accepté d’être les juges de ce travail. Les suggestions pertinentes qu’ils ont
faites sur ce travail ont contribué à améliorer le manuscrit final.
J’exprime infiniment ma reconnaissance à toute « l’équipe du LBB » et
particulièrement aux doctorants DJINA Yves, ABOA Nestor, DISSEKA William et N’GBO
Martin «King», pour leur précieuse aide au laboratoire et leurs conseils constructifs.
J’adresse ma spéciale reconnaissance à l’Evêque NIAMPI Yobo Séverin, mon Evêque,
et à tous mes frères et sœurs paroissiens de PLAQUE, membres de l’Eglise de Jésus-Christ
des Saints des Derniers Jours, pour tout l’amour que vous m’avez toujours manifesté.
A tous mes amis étudiants en Master 2 de l’UFR-STA, promotion 2014-2015, j’ai
une pensée particulière pour vous. Merci pour vos encouragements et ce très bel esprit d’unité
et de fraternité qui nous lie.
ii
Table des matières
Dédicaces ....................................................................................................................................i
Remerciements .........................................................................................................................ii
Symboles et abréviations .......................................................................................................iiv
Liste des tableaux ...................................................................................................................ivi
Liste des figures ......................................................................................................................ivi
Résumé ....................................................................................................................................vii
Introduction ............................................................................................................................01
I- REVUE BIBLIOGRAPHIQUE ........................................................................................03
1- Généralités sur le manioc ................................................................................................03
1-1- Origine et propagation du manioc ........................................................................03
1-2- Taxonomie ............................................................................................................03
1-3- Caractéristiques morphologiques de la plante ......................................................04
1-3-1- Tige .............................................................................................................04
1-3-2- Feuilles, inflorescences et fleurs.................................................................04
1-3-3- Racines .......................................................................................................04
1-3-1-1- Racines nourricières ....................................................................05
1-3-1-2- Racines tubéreuses ......................................................................05
1-4- Variétés de manioc................................................................................................05
1-5- Culture et exigence écologique .............................................................................06
2- Production du manioc......................................................................................................07
3- Composition biochimique des racines de manioc ...........................................................08
4- Transformation des racines de manioc ............................................................................08
4-1- Farine non fermentée de manioc ...........................................................................09
4-1-1- Farine non fermentée à partir de cossettes .................................................10
4-1-2- Farine non fermentée à partir de la râpure pressée .....................................10
4-2- Critères qualitatifs de la farine non fermentée de manioc ....................................10
5- Utilisation des farines de manioc ....................................................................................11
5-1- Utilisation de la farine non fermentée de manioc .................................................11
5-1-1- Utilisation en industrie alimentaire ............................................................11
5-1-2- Utilisation en industrie non alimentaire .....................................................12
6- Quelques propriétés fonctionnelles des farines ...............................................................12
6-1- Capacité d’absorption d’eau (CAE) ......................................................................12
6-2- Capacité d’absorption d’huile (CAH) ...................................................................13
iii
6-3- Solubilité ...............................................................................................................13
6-4- Clarté et dispersibilité ...........................................................................................13
II- MATERIEL ET METHODES ........................................................................................15
1- Matériel ...........................................................................................................................15
1-1- Matériel végétal ....................................................................................................15
1-2- Matériel technique ................................................................................................15
2- Méthodes .........................................................................................................................15
2-1- Préparation des farines de manioc ........................................................................15
2-2 - Analyses fonctionnelles des farines de manioc ...................................................16
2-2-1- Détermination de la clarté des solutions de farines ....................................16
2-2-3- Détermination de la dispersibilité des farines ............................................16
2-2-4- Détermination de la mouillabilité des farines .............................................16
2-2-5- Détermination de la capacité d’absorption d’eau (CAE) et de l’indice de
solubilité dans l’eau (ISE) des farines .......................................................17
2-2-6- Détermination de la capacité d’absorption d’huile (CAH) des farines ......17
2-2-7- Détermination du rapport hydrophile-lipophile (RHL) des farines ............17
2-2-8- Détermination de la densité apparente (DA) et de la porosité (P) ..............18
2-2-9- Détermination de la densité hydratée (DH) ................................................18
2-3- Analyse statistique des données ............................................................................18
III- RESULTATS ET DISCUSSION ...................................................................................19
1- Résultats ..........................................................................................................................19
1-1- Capacité d’absorption d’eau (CAE), Indice de solubilité dans l’eau (ISE), Porosité,
Densité apparente (DA), Densité hydratée (DH), Clarté et Mouillabilité .............19
1-2- Dispersibilité des farines de manioc .....................................................................20
1-3- Capacité d’absorption d’huile (CAH) et rapport hydrophile-lipophile (RHL) des
farines de manioc ...................................................................................................21
2- Discussion .......................................................................................................................22
Conclusion ...............................................................................................................................26
Références bibliographiques .................................................................................................27
iv
Symboles et abréviations
CAE
: Capacité d’absorption d’eau
CAH
: Capacité d’absorption d’huile
DA
: Densité apparente
DH
: Densité hydratée
FAO
: Food and Agricultural Division of the United Nations
I2T
: Société Ivoirienne de Technologie Tropicale
ISE
: Indice de solubilité dans l’eau
LBB
: Laboratoire de Biocatalyse et des Bioprocédés
MS
: Matière sèche
RHL
: Rapport hydrophile-lipophile
TMS4
: Variété de manioc TMS4(2)1425
UFR-STA
: Unité de Formation et de Recherche des Sciences et Technologie des Aliments
UNA
: Université Nangui Abrogoua
USDA
: United State Department of Agriculture
v
Liste des tableaux
Tableau I : Caractéristiques de deux variétés traditionnelles et de quatre variétés améliorées
diffusées .................................................................................................................6
Tableau II : Répartition de la production de racines de manioc des 20 premiers pays
producteurs en 2013 ............................................................................................7
Tableau III : Critères qualitatifs de la farine non fermentée de manioc .................................10
Tableau IV : Possibilités d’utilisation de la farine non fermentée de manioc ........................11
Tableau V : Composition biochimique de la farine non fermentée de manioc pour la
panification..........................................................................................................12
Tableau VI : Quelques propriétés fonctionnelles des farines de manioc ................................20
Liste des figures
Figure 1 : Racines tubéreuses de manioc récoltées après 12 mois de mise en terre ...............5
Figure 2 : Procédés traditionnels de transformation des racines de manioc frais ...................9
Figure 3 : Racines des variétés de manioc Bocou3 et TMS4(2)1425 ................................................ 15
Figure 4 : Evolution de la dispersibilité des farines au cours du temps ..................................20
Figure 5 : Capacité d’absorption d’huile (CAH) des farines issues des variétés de manioc...21
vi
RESUME
Des propriétés fonctionnelles de farines issues de deux variétés améliorées (Bocou 3 et
TMS4(2)1425) de manioc (Manihot esculenta) cultivées en Côte d’Ivoire ont été étudiées puis
comparées dans le but de déterminer leur application potentielle dans les systèmes alimentaires.
Des différences significatives ont été observées (P<0,05). La farine de TMS4(2)1425 a présenté
un temps de mouillabilité (130,33 ± 5,5 s), une densité apparente (0,73 ± 0,02 g/ml) et une
porosité (47,62 ± 1,03 %) supérieure à celle de la farine de Bocou 3. Cependant, les valeurs de
la clarté (3,98 ± 0,10 %T), la densité hydratée (2,08 ± 0,72 g/ml), la capacité d’absorption d’eau
(127,21 ± 7,16 %) et l’indice de solubilité dans l’eau (25,00 ± 1,00 %) obtenue avec la farine
de Bocou 3 sont plus élevées que celles obtenues avec la farine de TMS4(2)1425. Les valeurs
des dispersibilités 76,92 ± 0,48 % et 76,38 ± 0,49 % respectivement pour les farines de Bocou
3 et TMS4(2)1425 sont sensiblement égales. La farine de Bocou 3 comparée à la farine de
TMS4(2)1425 a présenté une meilleure capacité d’absorption en huile quel que soit l’huile
utilisée (rouge, palme, soja, olive).
Mots clés : farines, manioc, Bocou 3, TMS4(2)1425, propriétés fonctionnelles.
vii
INTRODUCTION
Le manioc (Manihot esculenta Crantz) est une plante alimentaire cultivée
essentiellement pour ses racines tubéreuses riches en hydrates de carbone dans de nombreux
pays d’Afrique, d’Asie et d’Amérique latine (Sánchez et al., 2006 ; Nhassico et al., 2008). Il
constitue la troisième source importante de calories dans les régions tropicales après le riz et le
maïs (Zhu, 2015) et est consommé par plus d’un milliard de personnes dans le monde (FAO,
2013).
La production mondiale du manioc était estimée en 2013 à environ 276 millions de
tonnes avec comme grands pays producteurs le Nigéria, l’Indonésie, le Brésil et la Thaïlande
(FAO, 2013). La part de l’Afrique (57 %) dans cette production a connu une importante
augmentation ces dernières années, suscitant un intérêt grandissant pour cette racine tubéreuse.
En effet, elle est passée de 126 millions de tonnes en 2010 à 157 millions de tonnes en 2013
soit une augmentation d’environ 24,60 % (FAO, 2013).
Le manioc est utilisé à la fois pour l’alimentation humaine et animale mais est également
intensivement employé comme matière première en industrie non alimentaire (Falade et
Akingbala, 2010). En effet, en industrie chimique, la farine et l’amidon de manioc sont utilisés
dans la fabrication de textiles, de papier-carton, de détergents, de colles adhésives, de solvants
ou de biocarburants (Anyanwu et al., 2015). En industrie pharmaceutique, ils sont utilisés
comme des excipients pour la fabrication de médicaments tels que les gélules et les comprimés
(Ehui, 2009). En industrie alimentaire, ils sont utilisés en biscuiterie, en pâtisserie, en
confiserie, en boulangerie et en charcuterie comme texturant (Wilfred-Ruban et al., 2008). En
Afrique Sub-saharienne, cette racine peu onéreuse sert essentiellement à l’alimentation
humaine et fait vivre plus de 250 millions de personnes par jour (Sayre, 2011).
En Côte d’Ivoire, le manioc est la principale production vivrière après l’igname
(FAOSTAT, 2014) et constitue également la base de l’alimentation des populations
autochtones du sud. C’est la deuxième denrée alimentaire la plus consommée après le riz à
l’ouest et au centre du pays (Mosso et al., 2000). Ses racines sont traditionnellement
transformées dans les ménages pour la confection d’une large gamme de mets en fonction des
habitudes alimentaires locales (Taiwo, 2006).
1
En dépit de toutes ces potentialités de transformation et d’utilisation, le manioc est
confronté à divers problèmes dont principalement la rapide détérioration physiologique post
récolte (DPP) qui réduit sa durée de vie et dégrade ses attributs de qualité (Amarachi et al.,
2015). Par conséquent, il s’ensuit localement une faible valeur commerciale et les différentes
préparations sont limitées aux quelques produits traditionnels. Par ailleurs, vu l’introduction de
nouvelles variétés de manioc à haut rendement (30 T/ ha) (N’zué et al., 2013), la production
ivoirienne de la racine de manioc pourrait atteindre un niveau important. De plus, au plan
national, très peu de recherches scientifiques, à notre connaissance, sont orientées vers
l’utilisation de ces nouvelles variétés de manioc en industrie agro-alimentaire. Ainsi, se pose la
nécessité de maximiser les potentialités de cette précieuse racine en la transformant en produits
finis facilement conservables tels que les farines.
Cette étude a pour objectif général de valoriser le manioc en explorant l’applicabilité
potentielle des variétés améliorées en industrie agroalimentaire, notamment en pâtisserie.
Le présent travail a consisté à déterminer et analyser quelques propriétés fonctionnelles
de deux farines non fermentées de manioc issues des cultivars Bocou 3 et TMS4(2)1425.
2
I- REVUE BIBLIOGRAPHIQUE
1- Généralités sur le manioc
1-1- Origine et propagation du manioc
Le manioc est une plante très ancienne, originaire de l’Amérique Latine (Olsen, 2004).
D’abord domestiqué en Amazonie entre 5 000 et 7 000 ans avant Jésus-Christ, il a été distribué
dans le reste du monde par les européens (Henry et Hersey, 2002). En Afrique, le manioc a été
introduit pour la première fois au XVe siècle par les marchands portugais sous forme de farine
(Hillocks, 2002). Il s’est propagé rapidement à travers le continent par diverses routes de
commerce. Cependant, c’est au XVIIIe siècle que sa culture s’est répandue sur les côtes de
l’Afrique, d’abord en Afrique de l’ouest puis, en Afrique de l’est (Amarachi et al., 2015).
Le manioc était cultivé essentiellement pour servir de nourriture aux esclaves et aux
classes les plus démunies (Practical Action, 2015). Ce n’est qu’en 1 600 qu’il devint un aliment
de subsistance pour les populations d’Afrique. La culture du manioc s’est très vite propagée
surtout à l’instigation des colonisateurs. En effet, les colons encourageaient la culture du manioc
pour servir de réserves de nourriture afin de pallier aux problèmes de la famine mais également
parce que cette plante était peu exigeante et surtout résistante aux attaques des insectes telles
que les sauterelles (Balyejusa, 2006).
Aujourd’hui, le manioc est cultivé partout sous les tropiques, en Afrique, en Amérique
et en Asie (Ferguson et al., 2015) où il fait partie intégrante du régime alimentaire de plus 800
millions de personnes dans le monde (Alvarado, 2014).
1-2- Taxonomie
Le manioc (Manihot esculenta Crantz) est une plante dicotylédone appartenant à la
famille des Euphorbiaceae (Burrell, 2003). Le genre Manihot comprend 98 espèces dont
Manihot esculenta Crantz (manioc) qui est la seule espèce alimentaire cultivée (Mkumbira,
2002). Selon l’USDA, cette plante est connue sous divers noms ou appellations : Ubiketela
(Indonésie), Manioca (Amérique de langue espagnole), Mandioca (Brésil), Manioc (Afrique
francophone), Tapioca (Inde et Malaisie), Cassava (régions anglophones d’Afrique et la
3
Thaïlande). Dans certains pays africains, le manioc est appelé en langues nationales: Bankye
(Ghana), Agbeli (Togo), Mandioka (Gambie), Bafilinapaka (République malgache) et Agba ou
Bêdê pour les peuples lagunaires et Akan du sud et de l’est de la Côte d’Ivoire (Djoulde, 2005).
La classification des cultivars de manioc est effectuée soit selon leur morphologie
(forme et taille des feuilles, taille des plantes, couleur de la tige et du pétiole, inflorescence et
couleur de la fleur, taille et couleur de la racine) soit selon la teneur en acide cyanhydrique des
racines (Nassar, 2005).
1-3- Caractéristiques morphologiques de la plante
Le manioc est une plante pérenne, un arbuste tropical pouvant mesurer 1 à 4 m de haut
(Sayre, 2011). Cependant, il existe tout de même des variétés naines qui ne peuvent pas
dépasser un mètre (N’zué, 2007).
1-3-1- Tige
La tige est ligneuse, avec une écorce épaisse. Les parties anciennes de la tige portent
des traces évidentes des premières feuilles tombées. Le système de ramification de la tige est
contrôlé par des facteurs génétiques et environnementaux (Tivana, 2005). La ramification peut
démarrer à tout moment de la croissance des plantes, pour produire trois (03) nouvelles
branches et après un certain temps, chacune d’elle produit trois (03) autres nouvelles branches.
Le niveau de ramification dépend de la variété de manioc (Tivana, 2005).
1-3-2- Feuilles, inflorescences et fleurs
Les feuilles de manioc ont un long pétiole et sont divisées en 5 à 7 lobes (palmées). Les
feuilles ont une insertion en spirale sur la tige avec une phyllotaxie de 2/5. La couleur du pétiole
et des nouvelles feuilles dépendent du génotype. Le manioc est une espèce monoïque avec des
inflorescences paniculaires aux points de reproduction des branches, des fleurs femelles
(staminées) à la base de l’inflorescence et des fleurs mâles (pistillées) au sommet de
l'inflorescence (Alves, 2002).
1-3-3- Racines
L’appareil souterrain issu d’une bouture de manioc est constitué de racines nourricières
et de racines tubéreuses. Celles-ci prennent naissance à la base et au niveau des nœuds de la
bouture (N’zué, 2007).
4
1-3-1-1- Racines nourricières
Les racines adventives se développent à la base de la bouture, deux à trois semaines
après la mise en terre (Orek, 2014). Elles vont se développer en racines fibreuses appelées
encore racines nourricières, qui vont absorber l’eau et les nutriments du sol pour la croissance
et le développement de la plante. Ces racines peuvent atteindre entre 0,2 et 1 m de longueur
(Orek, 2014). Cette caractéristique permet à la plante de manioc de puiser très loin l’eau et les
sels minéraux du sol et de résister ainsi à une longue période de sécheresse.
1-3-1-2- Racines tubéreuses
Les racines tubéreuses se forment huit (08) semaines environ après la mise en terre de
la bouture. Elles proviennent d’un processus de grossissement des racines traçantes, trente à
soixante jours après la mise en terre (Orek, 2014). Ce sont des organes d’accumulation des
hydrates de carbone (sous forme d’amidon) élaborés par les feuilles au cours de la
photosynthèse (Subere et al., 2009).
Généralement fusiformes, les racines peuvent atteindre une longueur comprise entre
quinze et cent centimètres et peser entre deux et trois kilogrammes ou plus (Subere et al., 2009).
La figure 1 présente des racines tubéreuses de manioc récoltées après 12 mois de mise en terre
des boutures.
Figure 1 : Racines tubéreuses de manioc récoltées après 12 mois de mise en terre (30x40cm)
(Amarachi et al., 2015)
1-4- Variétés de manioc
Plus de dix variétés améliorées de manioc sont vulgarisées en Côte d’Ivoire. Les plus
récentes sont: Bocou 1, Bocou 2, Bocou 3 et TMS4(2)1425 (Tableau I).
5
Tableau I: Caractéristiques de deux variétés traditionnelles et de quatre variétés améliorées
diffusées
Cycle
(mois)
Rendement
Moyen (t/ha)
"Yacé"
(traditionnelle)
11-18
Milieu paysan :
20
"Bonoua"
(traditionnelle)
12-20
Milieu paysan :
15
"Bocou 1"
(améliorée)
12-20
Milieu paysan :
25
"Bocou 2"
(améliorée)
11-16
Milieu paysan :
25
"Bocou 3"
(améliorée)
12-16
Milieu paysan :
25
"TMS4(2)1425"
(améliorée)
11-18
Milieu paysan :
25
Variétés
Caractéristiques
Variété sensible à la mosaïque, aux
acariens et aux cochenilles, taux de
matière sèche de 40%, bon pour
transformation en attiéké
Sensibilité à la mosaïque et aux
cochenilles, rendement faible, taux
de matière sèche de 40% bonne
cuisson et bon goût
Variété à très bon couvert végétal,
sensible aux acariens, rendement
élevé, taux de matière sèche de 39%
Variété à bon couvert végétal,
sensible aux acariens, sensible à la
pourriture racinaire, récolte aisée,
rendement élevé, taux de matière
sèche de 38%
Variété à bon couvert végétal,
tolérante aux viroses, sensible à la
pourriture racinaire, rendement
Tolérante aux viroses, bon couvert
végétal, récolte aisée, rendement
Usage
courant
Attiéké
placali
Foutou
Attiéké,
placali,
foutou
Attiéké
Attiéké,
placali
Attiéké,
placali,
foutou
Source : N’zué et al. (2013)
1-5- Culture et exigence écologique
Le manioc est cultivé dans les zones tropicale et sub-tropicale du monde entre 30° de
latitude nord et sud de l’équateur, sous diverses écologies et conditions agronomiques
(Amarachi et al., 2015). Cette plante de basse altitude, préfère les climats chauds et humides
avec une température moyenne comprise entre 24 et 30 °C (Nassar, 2005). Les sols propices à
la culture du manioc sont les sols argilo-sableux profonds, meubles et bien drainés avec un pH
voisin de 6 (Djoulde, 2005). Le manioc peut également pousser sur des sols épuisés où les
céréales et les autres plantes ne peuvent être produites. Il tolère la sécheresse et les sols pauvres
mais ne tolère pas les sols aux concentrations de sels élevés avec un pH avoisinant 8 et les
températures basses en dessous de 10 °C (Nassar, 2005). La multiplication du manioc se fait
par bouturage. La période la plus favorable de la mise en terre des boutures est le début de la
saison des pluies (Mémento de l’Agronome, 2002).
6
2- Production du manioc
En 2013, la production annuelle mondiale de racines fraîches de manioc était estimée à
environ 276 millions de tonnes (FAO, 2013). L’Afrique contribue à elle seule, pour plus de la
moitié de la production mondiale avec une quantité d’environ 157 millions de tonnes soit 57 %
du taux de production mondiale. Selon Scott et al. (2000), la production annuelle mondiale
pourrait atteindre 290 millions de tonnes à l’an 2020. La Côte d’Ivoire se classe au 20ème rang
des producteurs mondiaux de manioc, avec une production estimée à environ 2,5 millions de
tonnes en 2013 (FAO, 2013). Cette production est en nette augmentation. En effet, elle est
passée de 1,90 millions de tonnes en 2001 à 2,5 millions de tonnes en 2013. Avec cette
production, le manioc occupe la seconde place des cultures vivrières derrière l’igname. Les
principaux pays producteurs du manioc dans le monde sont présentés dans le tableau II.
Tableau II : Répartition de la production de racines de manioc des 20 premiers pays
producteurs en 2013.
Position
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Pays
Nigeria
Brésil
Indonésie
Thaïlande
République Démocratique du Congo
Angola
Ghana
Vietnam
Inde
Mozambique
Uganda
Chine
Tanzanie
Cambodge
Benin
Malawi
Cameroun
Madagascar
Paraguay
Côte d'Ivoire
Production (en tonne)
54 000 000
24 354 000
23 908 500
22 005 700
15 049 500
13 858 700
14 550 000
8 521 670
8 059 800
5 700 000
5 282 000
4 684 000
4 392 170
4 247 420
4 147 400
3 420 100
3 024 000
3 008 890
2 624 080
2 500 000
Source : (FAO, 2013)
7
3- Composition biochimique des racines de manioc
Le principal élément nutritif fourni par les racines de manioc est le glucide, source de
calories pour le corps humain (Charles et al., 2005). Les composés glucidiques représentent
environ 90 % de matière sèche de la racine de manioc (Montagnac et al., 2009). Les glucides
sont constitués d’environ 84 à 87 % d’amidon et de 4 % de sucres solubles dont 71 % de
saccharose, 13 % de glucose, 9 % de fructose et 3 % de maltose (Rawel et Kroll, 2003). Outre
l’amidon et les sucres solubles, les racines contiennent aussi quelques polysaccharides tels que
les celluloses, les pectines et les hémicelluloses (Rideout et al., 2008). Le contenu en fibres
alimentaires varie de 1,5 à 4 % dans les produits semi-finis tels que la farine, mais est très
variable dans la racine en fonction des cultivars (Gil et Buitrago, 2002). Les racines de manioc
sont pauvres en protéines et en lipides avec des valeurs respectives de 1 à 3,5 % et de 0,5 à 1 %
(Aryee et al., 2006). Elles contiennent en général des quantités relativement faibles de
vitamines et de minéraux (Charles et al., 2005).
Le manioc contient quelques anti-nutriments et substances toxiques qui inhibent la
digestibilité et la consommation des nutriments importants (Montagnac et al., 2009). En effet,
l’acide cyanhydrique (HCN) est le composé le plus toxique trouvé en grande quantité dans le
manioc (variétés amères) qui fait que la consommation de la racine fraîche est restreinte. Il est
obtenu à la suite de l’hydrolyse d’un métabolite azoté de la plante connu sous le nom de
glucoside cyanogénique en acides aminés (Falade et Akingbala, 2010). Ce composé est
prédominant tant dans les racines que dans les feuilles mais plus important dans les feuilles.
4- Transformation des racines de manioc
La nature hautement périssable et la présence de composés cyanogéniques dans les
racines de manioc requièrent leur transformation juste après la récolte (Westby, 2002). Cette
transformation rend les produits dérivés du manioc plus stable, augmente leur durée de
conservation (Westby, 2002) et permet de réduire leur teneur en composés cyanogéniques
(Hahn, 2007). Les techniques de transformation des racines de manioc sont multiples. Elles
font intervenir une combinaison de méthodes dont l’épluchage, le lavage, le découpage, le
trempage, le broyage, le râpage, le séchage, la cuisson et la fermentation ou non etc.
(Balagopalan, 2002).
En Côte d’Ivoire, le manioc est transformé domestiquement en attiéké, foutou, gari,
ragoût, tapioca, placali, konkondé, attoupkou, bêdêcouman, croquettes ou boules-boules etc..,
et au niveau industriel en amidon, farine, pain, granulé, apprêt de textile, colle, bière etc...
8
(N’Zué et al., 2013). Les différentes transformations et leurs produits sont présentés dans la
figure 2.
Racine de manioc
Broyage
Friture
Cuisson
sur braise
Cuisson à l’eau
Pâte de manioc
Fermentation
Manioc braisé
Pâte fermentée de manioc
Foutou
Foufou
Akpessi
Akoumin
Frites de manioc
Cuisson à l’eau
Cuisson à la vapeur
Placali
Attiéké
Figure 2 : Procédés traditionnels de transformation des racines de manioc frais
(Amani et Kamenan, 2003).
4-1- Farine non fermentée de manioc
Deux méthodes permettant de produire la farine non fermentée de manioc de haute
qualité (HQCF: High Quality Cassava Flour) ont été élaborées et testées avec succès par
l’Institut International d’Agriculture Tropicale (Eriksson, 2013). La première méthode à partir
des cossettes, est recommandée uniquement pour les variétés à faible teneur en acide
cyanhydrique (variétés dites douces) ; alors que la seconde méthode à partir du pressage des
pâtes râpées de manioc, convient à toutes les variétés de manioc.
9
4-1-1- Farine non fermentée à partir de cossettes
Les racines de manioc fraîchement récoltées sont épluchées, soigneusement lavées puis
découpées en fines tranches (cossettes). Les cossettes séchées sont moulues puis tamisées en
une poudre fine avec un tamis fin de largeur de mailles 0,25 mm. La farine obtenue est
empaquetée dans des sacs de polyéthylène ou dans des sacs de jute propres.
4-1-2- Farine non fermentée à partir de la râpure pressée
Les racines de manioc fraîchement récoltées sont épluchées, soigneusement lavées puis
râpées. Les copeaux obtenus sont mise dans des sacs de jute propres et pressée afin de retirer
l’eau. Le tourteau obtenu est broyé en fins granulés puis séché. Les granules séchés sont
finement moulus et tamisés à l’aide d’un tamis de mailles de 0,25 mm de diamètre. La farine
obtenue est stockée dans des sacs de polyéthylène ou dans des sacs de jute propres.
4-2- Critères qualitatifs de la farine non fermentée de manioc
Les variétés de manioc contenant un haut pourcentage de matière sèche donnent les
meilleures farines et fournissent le rendement le plus élevé. La qualité de la farine dépend donc
de la rapidité de séchage et de la taille des particules qui doivent être aussi petites que possible
(Dabat, 2001). Ainsi, selon le Codex Alimentarius (1991), la farine de manioc de bonne
qualité doit correspondre aux critères qualitatifs tels que décrit dans le tableau III.
Tableau III : Critères qualitatifs de la farine non fermentée de manioc
Critères qualitatifs
Teneur en eau
Teneur en cendres
Teneur en fibres brutes
Couleur
Odeur
Saveur
Taille des particules
Norme
< 13 % de MS
< 3 % de MS
< 2 % de MS
Blanche
Aucune
Aucune
Identique à celle du grain de blé
(98 % et plus doivent passer à travers un
tamis de mailles 212 µm)
Contaminants et additifs alimentaires
(métaux lourds, résidus de pesticides, Aucun
mycotoxines etc.)
< 10 mg/kg de MS
Teneur en acide cyanhydrique
Source : (Codex Alimentarius, 1991)
10
5- Utilisation des farines de manioc
5-1- Utilisation de la farine non fermentée de manioc
5-1-1- Utilisation en industrie alimentaire
La farine non fermentée de manioc est un ingrédient utilisé de plus en plus dans la
fabrication d’un nombre important de produits alimentaires du commerce (Tableau IV). En
effet, elle est utilisée en boulangerie et en pâtisserie où elle rentre dans la préparation de biscuits,
de gâteaux, de crèmes glacées et de cornets de glace, de flocons, de pâtes alimentaires, de pâtes
feuilletées (Akoroda, 2007). Elle sert également à la préparation des produits surgelés et de
soupes où elle est utilisée comme épaississant (Wilfred-Ruban et al., 2008). En boulangerie,
elle peut être substituée à la farine de blé à hauteur de 10 à 20 % pour la fabrication de pain
(Eddy et al., 2007). La composition chimique des farines non fermentées de manioc utilisables
en panification est donnée dans le tableau V. Il faut noter qu’une faible teneur en fibre est
nécessaire pour l’utilisation de la farine de racine en panification si l’on veut obtenir du pain
ayant une mie de belle couleur et d’un goût agréable (Eddy et al., 2007).
Tableau IV : Possibilités d’utilisation de la farine non fermentée de manioc
Produits alimentaires
Pourcentage de substitution
par rapport à la farine de blé
Qualité du produit
Consistance améliorée, absorbe
Sauces
100
Biscuits
5 – 50
Gâteaux
5 – 30
Goût acceptable, bon volume
Pâtes alimentaires
20 – 25
Bonne qualité
Cornet et crème glacée
5 – 100
Plus ferme, garde une bonne texture
Soupes en sachet
20 – 100
Goût acceptable
l’humidité, couleur acceptable
Texture ferme, goût acceptable,
plus croustillant
Source : (FAO, 2001)
11
Tableau V : Composition biochimique de la farine non fermentée de manioc pour la
panification
Teneurs
Farine non fermentée
Eau
10%
Protéines
1,00%
Matières grasses
-
Fibres
0,50%
Cendres
0,50%
Acide cyanhydrique
< 0,01 ppm
Source : (I2T, 1983)
5-1-2- Utilisation en industrie non alimentaire
Dans ce domaine, la farine non fermentée de manioc est en pleine croissance. Elle est
utilisée en industrie du textile et du plastique. Elle intervient également dans la fabrication de
détergents, de solvants, de colles pour contre-plaqué, de diluants, d’insecticides et de
biocarburants (Sayre, 2011). En industrie pharmaceutique, elle sert d’excipients dans la
fabrication de comprimés (Ehui, 2009). Elle est aussi transformée en sirop de sucres pour la
fabrication d’alcool éthylique (Haggblade et Nyembe, 2008).
6- Quelques propriétés fonctionnelles des farines
6-1- Capacité d’absorption d’eau (CAE)
La capacité d’absorption d’eau (CAE) d’une farine est définie comme étant la différence
entre le poids de la farine avant et après l’absorption d’eau (Sridaran et al., 2012). L’imbibition
de l’eau est une importante propriété fonctionnelle dans la production des aliments tels que les
saucisses et les pâtes (Adebowale et al., 2005). Les protéines, grâce à leur charge positive et
négative, peuvent se lier à une quantité variable de l’eau. L’interaction des protéines avec l’eau
est importante pour les propriétés fonctionnelles telles que l’hydratation, le gonflement, la
solubilité et la congélation des farines. La CAE est spécifique pour chaque type d’amidon et
elle dépend de plusieurs facteurs tels que le rapport amylose-amylopectine, les intra et les inter
forces moléculaires et la taille des granules (Chandra et Samsher, 2013). La capacité
d’absorption d’eau change avec la source de protéine ou un traitement tel que le chauffage
12
(Ikegwu et al., 2010). Selon Sanni et al. (2006), une forte CAE est attribuée à la perte de la
structure des polymères d’amidon tandis que la basse valeur indique la compacité de la structure
moléculaire.
6-2- Capacité d’absorption d’huile (CAH)
La capacité d’absorption d’huile (CAH) d’une farine est définie comme étant la
différence entre le poids de la farine avant et après l’absorption de l’huile (Kaushal et al.,
2012). La CAH est une propriété importante dans la formulation des aliments. Les huiles
améliorent la saveur de la nourriture dans la bouche. La CAH donne une indication sur la
capacité de rétention de la saveur de la farine (Kaushal et al., 2012). D’ailleurs, elle est utile
sur une longue période de conservation des aliments en particulier dans des produits de
boulangerie ou à base de viande (Adebowale et Lawale, 2003).
6-3- Solubilité
La solubilité est une indication des capacités de pénétration d’eau dans des granules
d’amidon des farines. La modification des amidons est importante pour l’absorption et la
conservation de l’eau pour l’augmentation du pouvoir de gonflement des amidons requis dans
la fabrication des confiseries (Ikegwu et al., 2010). Le pouvoir de gonflement et la solubilité
de la farine indique l’existence de fortes liaisons probablement dues aux protéines et aux lipides
qui pourraient former des complexes d’inclusion avec l’amylose (Nasrin et al., 2015). Le bas
gonflement accompagné d’une solubilité élevée est indicatif des forces associatives faibles dans
les granules d’amidon (Aryee et al., 2006).
6-4- Clarté et dispersibilité
La clarté d’une pâte est une fonctionnalité beaucoup souhaitée d’une farine (ou amidon)
utilisée comme épaississant des aliments en industrie alimentaire puisqu’elle influence
directement l’éclat et l’opacité de l’aliment (Mweta et al., 2008). La clarté de la pâte est une
propriété importante d’une farine (ou amidon) pour son usage comme épaississant dans des
produits alimentaires tels que les pâtés en croûte, les sauces et potages. Une clarté de pâte élevée
implique une bonne attraction de l’aliment tandis que les basses clartés de pâtes d’amidon
donneront à l’aliment un épaississement de couleur mate. Les fabricants des produits épaissis à
base d’amidon (ou de farine) voudront que l’aliment ait une couleur désirée par les
consommateurs (Nwokocha et Williams, 2011).
13
La dispersibilité d’une farine qui est un indicateur de son pouvoir de reconstitution dans
l’eau, est un paramètre fonctionnel utile dans les formulations de divers produits alimentaires
(Mahmoud, 2004). Plus le pourcentage de la dispersibilité est élevé, plus la farine a une grande
capacité de se reconstituer dans l’eau pour donner une pâte fine et cohérente. Ce qui est un
indicateur d’une bonne capacité d’absorption d’eau (Mahmoud, 2004).
14
II- MATERIEL ET METHODES
1- Matériel
1-1- Matériel végétal
L’étude a porté sur deux variétés améliorées (Bocou 3 et TMS4(2)1425) de manioc
(Manihot esculenta Crantz) (figure 3). Ces racines tubéreuses ont été récoltées après treize (13)
mois de mise en terre des boutures sur une parcelle située à Soumalékro, village de la commune
de Bonoua (Côte d’Ivoire).
a
b
Figure 3 : Racines des variétés de manioc Bocou 3 (a) et TMS4(2)1425 (b)
1-2- Matériel technique
Le matériel technique utilisé pour la préparation des farines est constitué d’une étuve de marque
Memmert et d’une broyeuse électrique Moulinex.
2- Méthodes
2-1- Préparation des farines de manioc
La farine de manioc à base de cossettes a été obtenue par la méthode décrite par Aryee
et al. (2006). Trois (3) kg de racines de manioc fraichement récoltées (par variété) ont été
récoltées, épluchées avec un couteau en acier inoxydable, lavées à l'eau de robinet puis
découpées en cossettes d’environ 2 mm d’épaisseur. Les cossettes obtenues ont été séchées
dans une étuve ventilée de marque Memmert à 65 °C pendant 24 h. Les cossettes séchées ont
15
été ensuite moulues à l’aide d’une broyeuse électrique de marque Moulinex. La farine ainsi
obtenue a été tamisée au moyen d’un tamis de mailles 250 µm et conservée dans des bocaux
hermétiquement fermés pour les analyses ultérieures.
2-2 - Analyses fonctionnelles des farines de manioc
2-2-1- Détermination de la clarté des solutions de farines
La clarté des solutions de farine a été déterminée selon la méthode décrite par Craig et
al. (1989). Une masse de 0,2 g de farine a été pesée et mise dans des tubes à vis en quartz (tubes
Falcon). La farine a été dissoute par ajout de 20 ml d’eau distillée. Le tube a été fermé et le
contenu bien homogénéisé a été porté au bain-marie bouillant (100° C) pendant 30 minutes
avec agitation régulière. La solution ainsi préparée a été refroidie à la température du
laboratoire. La clarté ou le pourcentage de transmittance (%T) a été déterminée au
spectrophotomètre MILTION Roy (Etats Unis) à 650 nm contre un témoin contenant de l’eau
distillée.
2-2-3- Détermination de la dispersibilité des farines
Dix (10) ml d’eau distillée ont été ajoutées à 1 g de farine contenue dans une éprouvette
graduée. Le mélange a été agité soigneusement à la main pendant 2 min (en évitant de perdre
une partie de la solution). La dispersibilité de la farine a été définie comme étant la différence
entre le volume total (V0) des particules juste après l’agitation manuelle et le volume (Vt) des
particules décantées enregistrées au temps t donné (Mora-Escobedo et al., 2009).
D (%) =
V0 − Vt
× 100
V0
V0 : volume du mélange juste après agitation
Vt : volume des particules décantées enregistré au temps t (min)
2-2-4- Détermination de la mouillabilité des farines
Un (1) g de farine a été déposé dans une éprouvette graduée de 25 ml ayant un diamètre
de 1 cm. L’éprouvette a été bouchée pour éviter que l’échantillon ne se renverse. L’ouverture
de l’éprouvette a été ensuite relâchée pour laisser disperser la farine dans un bécher contenant
16
500 ml d’eau distillée. La mouillabilité étant le temps nécessaire pour que l’échantillon
disparaisse à la surface de l’eau (Onwuka, 2005).
2-2-5- Détermination de la capacité d’absorption d’eau (CAE) et de l’indice
de solubilité dans l’eau (ISE) des farines
Deux (2) g de farine (M0) sont dissoutes dans 50 ml d’eau distillée contenue dans un
tube à centrifuger. Ce mélange est agité pendant 30 min puis maintenu dans un bain-marie à
37°C pendant 30 min. Il est ensuite centrifugé à 5 000 tours/min pendant 15 min. Le culot
obtenu (M2) est pesé, puis séché à 65°C à l’étuve jusqu’à une masse constante (M1) (Anderson
et al., 1969; Phillips et al., 1988 ).
CAE (%) =
M2 − M1
× 100
M1
ISE (%) =
M0 − M1
× 100
M0
M0 : masse de l’échantillon prélevé
M1 : masse sèche de l’échantillon après passage à l’étuve
M2 : masse du culot frais après centrifugation
2-2-6- Détermination de la capacité d’absorption d’huile (CAH) des farines
Un (1) g de farine (M0) est dissout dans 10 ml d’huile. Le mélange est agité pendant 30
min à la température ambiante à l’aide d’un agitateur mécanique, puis centrifugé à 4500 trs/min
pendant 10 min. Le culot récupéré est pesé M1 (Sosulski, 1962).
CAH (%) =
M1 − M0
× 100
M0
M0 : masse de l’échantillon prélevé
M1 : masse du culot frais de l’échantillon après centrifugation
2-2-7- Détermination du rapport hydrophile-lipophile (RHL) des farines
Le rapport hydrophile-lipophile (RHL) est le rapport de la capacité d’absorption d’eau
sur la capacité d’absorption d’huile. C’est un rapport qui permet d’évaluer l’affinité comparée
de la farine pour l’eau et pour l’huile (Njintang et al., 2001).
RHL =
CAE
CAH
17
2-2-8- Détermination de la densité apparente (DA) et de la porosité (P)
La densité apparente des farines a été déterminée selon la méthode de Narayana et Rao
(1982). Cinquante (50) g de farine (ME) ont été déposés dans une éprouvette graduée de 100
ml. Le volume (Vo) de cet échantillon a été noté après une bonne nivélation avec une spatule
(sans taper l’éprouvette sur la paillasse). Ensuite, l’éprouvette est tapée doucement sur la
paillasse jusqu’à l’obtention d’un volume constant noté Vt.
DA (g/ml) =
ME
Vt
ME : masse de l’échantillon prélevé
Vt : volume de l’échantillon noté après tapage
La porosité en pourcentage (%) est calculée selon la relation suivante:
P ( %) =
V0 − Vt
x 100
V0
Vo = volume de l’échantillon noté après une bonne nivélation.
Vt = volume de l’échantillon noté après tapage
2-2-9- Détermination de la densité hydratée (DH)
Une masse de 0,5 g de farine a été ajoutée (avec précaution pour éviter l'adhérence aux
parois de l’éprouvette) à 5 ml d’eau distillée contenus dans une éprouvette graduée de 10 ml.
La différence entre le volume de l’eau avant et après l’ajout de l'échantillon a été marquée
comme étant le volume d’eau déplacé en ml. La densité hydratée de la farine a été exprimée en
grammes de farine par ml d’eau déplacée.
2-3- Analyse statistique des données
Les analyses statistiques ont été effectuées sur 2 échantillons avec 3 répétitions pour
chaque échantillon. Le logiciel Statistica 7.1 a été utilisé pour ces analyses. Elles recouvrent le
calcul de la moyenne des résultats, affectée de l’écart type. La comparaison des moyennes a été
faite grâce au test de Student avec un seuil de signification fixé à 5%. Les différences
statistiques entre les échantillons et les paramètres mesurés ont été vérifiées par ANOVA.
18
III- RESULTATS ET DISCUSSION
1- Résultats
1-1- Capacité d’absorption d’eau (CAE), Indice de solubilité dans l’eau (ISE),
Porosité, Densité apparente (DA), Densité hydratée (DH), Clarté et
Mouillabilité.
Les résultats des différentes analyses fonctionnelles des farines issues des racines
tubéreuses de manioc Bocou 3 et TMS4 sont présentés dans le tableau VI.
Ces résultats indiquent que la farine de TMS4 présente une clarté (2,86 ± 0,03 %T)
inférieure à celle de la farine de Bocou 3 (3,98 ± 0,10 %T) et cette différence est significative
(P<0,05). Cependant, la valeur de la densité apparente de la farine de TMS4 (0,73 ± 0,02 g/ml)
est plus élevée que celle obtenue avec la farine de Bocou 3 (0,68 ± 0,02 g/ml). L’analyse
statistique a révélé qu’il existe une différence significative entre ces deux valeurs. Par contre,
il n’existe aucune différence significative au niveau des densités hydratées (DH) bien que la
DH de la farine de Bocou 3 (2,08 ± 0,72 g/ml) soit supérieure à celle de la farine de TMS4 (1,66
± 0,72 g/ml). La farine de TMS4 a enregistré le plus long temps de mouillabilité (130,33 ± 5,50
s) et une porosité élevée par rapport à celle de Bocou3 (46,73 ± 2,64 %). Les valeurs de la
capacité d’absorption d’eau (CAE) des farines de Bocou 3 et TMS4 sont respectivement de
127,21 ± 7,16 % et 125,29 ± 7,03 %. La farine de Bocou 3 a donc la CAE la plus élevée, celle
de la farine de TMS4 étant la plus faible. Il n’y a pas de différence significative (P<0.05) entre
les CAE de ces deux farines. De même, l’indice de solubilité dans l’eau (ISE) observé pour la
farine de TMS4 (21,00 ± 2,00 %) est inférieur à celui obtenu avec la farine de Bocou 3 (25,00
± 1,00 %). Il y a une différence significative (P<0,05) entre ces deux valeurs.
19
Tableau VI: Quelques propriétés fonctionnelles des farines de manioc étudiées.
Farines
Bocou3
TMS4
b
3,980 ± 0,106
2,860 ± 0,036a
Paramètres
Clarté (% T)
Mouillabilité (seconde) 21,000 ± 1,000a
130,333 ± 5,508b
CAE (%)
127,219 ± 7,163a 125,297 ± 7,034a
ISE (%)
25,000 ± 1,000b
21,000 ± 2,000a
DA (g/ml)
0,682 ± 0,027a
0,738 ± 0,021b
DH (g/ml)
2,083 ± 0,722a
1,667 ± 0,722a
Porosité (%)
46,735 ± 2,643a
47,628 ± 1,032a
Les moyennes ± écart-type affectées de lettre différente sur la même ligne sont significativement différentes à
p<0,05. CAE: Capacité d’absorption en eau. DA: Densité apparente. DH: Densité hydratée et ISE: Indice de
solubilité dans l’eau
1-2- Dispersibilité des farines de manioc
La figure 4 présente les courbes de l’évolution de la dispersibilité des farines dans le
temps. Ces courbes sont presque confondues avec une partie très ascendante (0 à 45 min), une
partie peu ascendante (45 à 115 min) et une partie linéaire constante (115 à 135 min). Les
analyses statistiques ont montré qu’il n’y a pas de différence significative (P<0,05) entre les
valeurs de la dispersibilité des farines de Bocou 3 et TMS4. En effet, 115 min après le début du
test, la dispersibilité des farines devient stable: les valeurs de 76,92 ± 0,48 % et 76,38 ± 0,49 %
notées respectivement pour les farines de Bocou 3 et TMS4 sont sensiblement égales.
90
Dispersibilité (%)
80
70
60
50
40
Bocou 3
30
TMS 4
20
10
0
0
45
55
65
75
85
95 105 115 125 135 145
Temps en minutes
Figure 4: Evolution de la dispersibilité des farines au cours du temps
20
1-3- Capacité d’absorption d’huile (CAH) et rapport hydrophile-lipophile (RHL)
des farines de manioc
De façon générale, les capacités d’absorption d’huile des farines de Bocou 3 et TMS4
sont comprises entre 79,33 ± 3,05 % et 97,33 ± 3,51 % (figure 5). Les plus fortes valeurs de
CAH sont enregistrées avec l’huile de soja et les plus faibles avec l’huile d’olive. La farine de
Bocou 3 comparée à la farine de TMS4 a une meilleure capacité d’absorption en huile quel que
soit l’huile (rouge, palme, soja, olive). Les valeurs du rapport hydrophile-lipophile pour les
différentes qualités d’huiles sont comprises entre 1,31± 0,09 (valeur minimale) obtenue avec la
Capacité d'absorption d'huile (%)
farine de Bocou 3 et 1,58 ± 0,05 (valeur maximale) obtenue avec la farine de TMS4 (figure 6).
120
100
e
de
bc
ab
cd
ab
ab a
80
60
Bocou 3
40
TMS 4
20
0
Rouge
Palme
Soja
Olive
Huiles
Figure 5: Capacité d’absorption d’huile (CAH) des farines issues des variétés de manioc
Les types de farines ayant en commun une lettre ne présentent pas de différence significative à P<0,05 selon
le test de Duncan. Les barres d’erreurs indiquent l’écart-type de la moyenne des trois répétitions.
Rapport hydrophile-lipophile
1,8
1,6
1,4
ab
abc abc
bc
abc
c
abc
a
1,2
1
Rouge
0,8
Palme
0,6
Soja
0,4
Olive
0,2
0
Bocou 3
TMS 4
Farines
Figure 6: Rapport hydrophile-lipophile (RHL) des farines issues des variétés de manioc
Les types de farines ayant en commun une lettre ne présentent pas de différence significative à P<0,05 selon
le test de Duncan. Les barres d’erreurs indiquent l’écart-type de la moyenne des trois répétitions
21
2- Discussion
Les propriétés fonctionnelles des aliments sont définies comme les propriétés
physicochimiques reflétant les interactions complexes entre la composition, la structure, la
conformation et les propriétés physico-chimiques des composants (Otegbayo et al., 2013). Il y
a des différences significatives (P<0,05) entre propriétés fonctionnelles des farines de cultivars
Bocou 3 et TMS4(2)1425.
La clarté des gels est une propriété très souhaitable des amidons utilisés comme
épaississants dans les industries alimentaires, car elle influence directement la luminosité et
l'opacité des aliments (Mweta et al., 2008). L’étude de la clarté des solutions de farines varie
significativement au seuil de 5% avec des valeurs de 2,86 ± 0,03 %T et 3,98 ± 0,10 %T
respectivement pour les variétés TMS4 et Bocou 3. Ces valeurs sont nettement inférieures à
celles obtenues par Degbeu et al. (2008) (35,1 %T) pour l’amidon de l’igname «Bètè-Bètè » et
Tetchi et al. (2007) sur le maïs cireux (35 %T). Elles se rapprochent de celles obtenues par
Amon (2008) sur les farines de taro (4,05 %T à 5,37 %T) et se situent dans la gamme obtenue
par Amani et al. (2004) sur le gingembre (1,4 % à 11,5 %T). Selon Craig et al. (1989), le degré
de dispersion et la taille des macromolécules (amylose et amylopectine) influenceraient la clarté
de la solution d’amidon. Une solution contenant plus d’amylose reste dense, reflétant ainsi la
lumière qui la pénètre (Buleon et al., 1998). Ainsi, les faibles valeurs de clarté obtenues pour
ces deux farines indiqueraient qu’elles renferment plus d’amylose que d’amylopectine dans leur
structure granulaire avec toutefois une quantité d’amylopectine un peu plus élevée dans la farine
de Bocou 3. En outre, la rétrogradation de l'amidon peut provoquer l'agrégation, une séparation
de phase et une opacification rapide du gel qui diminue la clarté de la pâte (Tetchi et al., 2007).
Les farines issues des deux variétés TMS4 et Bocou 3 possédant relativement de faibles clartés
de leurs solutions, trouveraient une meilleure utilisation en industrie agroalimentaire comme
épaississant de sauces, de potages et de pâtes en croûte opaques (Mweta et al., 2008;
Nwokocha et Williams, 2011).
Les résultats de la mouillabilité des farines donnent 130,33 secondes pour la farine de
TMS4 et 46,73 secondes pour la farine de Bocou 3. Selon Pohl et al. (2004) si le temps de
mouillabilité est inférieur à 30 secondes, la farine est considérée comme très mouillable ; s’il
est inférieur à 60 secondes, la farine est considérée comme mouillable et si ce temps est
supérieur à 120 secondes, la farine est non mouillable. Ainsi, la farine de cossettes de la variété
TMS4 serait non mouillable contrairement à la farine de cossettes de la variété Bocou 3 qui est
mouillable. Cette différence de mouillabilité serait due d'une part, à la composition des farines
22
et à l’affinité entre ses composants et l’eau et d'autre part, à l’accessibilité de l’eau en termes
de structure (porosité et capillarité) aux constituants des farines (Gaiani et al., 2005; Schuck
et al., 2007). Selon Schuck et al. (2007) une farine capable de se mouiller serait apte au
gonflement lors des manipulations des pâtes. Nos résultats sont comparables à ceux de Sengev
et al. (2012) sur les mixtures de farines de sorgho (33 à 45 s) pour la farine de Bocou 3 et aux
135-148 s rapportés sur le gari au soja par Oluwamukomi et Akinsola (2015) pour la farine de
TMS4.
La porosité d’une farine est une mesure du poids de la farine (Adejuyitan et al., 2009).
Elle détermine la convenance d’une farine à être facilement empaquetée, ce qui faciliterait le
transport d’une grande quantité de nourriture (Shittu et al., 2006). Nutritionnellement, une forte
porosité favorise la digestibilité des produits alimentaires, en particulier chez les enfants à cause
de leur système digestif immature (Nelson-Quartey et al., 2008). Les valeurs obtenues de 46
% et 47 % respectivement pour la farine de Bocou 3 et pour la farine de TMS4 ne montrent
aucune différence significative (P < 0,05). Elles sont inférieures à celles de Wang et al., (2012)
sur les biscuits de manioc (56,12 à 76,55 %) mais proches de celles des farines à pain de
Tsatsaragkou et al. (2014) comprises entre 43,1 et 54,8 %. Les porosités moyennes des farines
étudiées suggèrent qu’elles pourraient être utiles dans la formulation de nourriture infantile. Par
ailleurs, les densités apparentes des farines étudiées (0,68 et 0,73 g/ml) sont très proches de
celles des farines de variétés de riz cultivés au Nigéria (0,65 à 0,79 g/ml) (Falade et al., 2014).
Les faibles densités apparentes sont souhaitables pour la préparation des aliments de sevrage
pour bébé (Jagannadham et al., 2014). La densité hydratée quant à elle est importante dans les
procédés de séparation des aliments tels que la sédimentation et la centrifugation (Lewis, 1987).
C’est un facteur de qualité souhaitable pour l'évaluation des farines.
La dispersibilité détermine la tendance qu’ont les particules de farine à se déplacer
indépendamment des molécules d’eau (Eke-Ejiofor, 2015). C’est une mesure du degré de
reconstitution d’une farine dans l’eau après désintégration des agglomérats. Plus le pourcentage
de dispersibilité est élevé, plus la farine a une grande capacité de reconstitution dans l’eau pour
donner une pâte fine et cohérente, indicateur d’une bonne capacité d’absorption d’eau (EkeEjiofor, 2015). Les valeurs obtenues de 76,92 ± 0,48 % (farine de Bocou 3) et 76,38 ± 0,49 %
(farine de TMS4) sont similaires et se situent dans la gamme obtenue par Otegbayo et al. (2013)
sur la substitution d’une partie de la farine du tapioca par la farine de soja (63 à 87 %). Les
dispersibilités élevées des farines seraient probablement dues à l’absence de matière grasse dans
le manioc. Selon Sara et al. (2008) une valeur élevée de la dispersibilité accroît les propriétés
émulsifiantes et moussantes des protéines. Par conséquent, les préparations de farines de
23
cossettes issues des variétés Bocou 3 et TMS4 relevant de hautes valeurs de dispersion
pourraient servir d’ingrédients d’amélioration des produits résultant d’émulsions et de mousses.
Concernant la capacité d’absorption d’eau (CAE) et l’indice de solubilité dans l’eau
(ISE), aucune différence significative (p<0,05) entre les farines des deux variétés de manioc
n’a été observée. Les moyennes de CAE des farines étudiées 125,29 ± 7,03 % (farine de TMS4)
et 127,22 ± 7,16 % (farine de Bocou 3) sont plus élevées que celles des farines de pois chiche
et de blé respectivement de 101,81 ± 1,85 et 113,43 ± 1,00 % (Jagannadham et al., 2014). Ces
résultats sont en accord avec ceux de Falade et Christopher (2015), qui ont travaillé sur des
farines de variétés de riz cultivés au Nigéria (122,69 à 129,90 %). La capacité d’absorption
d’eau (CAE) est un indice de la quantité maximum de l’eau qu’un produit alimentaire
absorberait et maintiendrait (Sridaran et al., 2012). Elle est importante pour certaines
caractéristiques du produit, telles que l’humidification du produit et la rétrogradation de
l’amidon (Siddiq et al., 2010). Les valeurs élevées de CAE des farines seraient liées d’une part
à leur faible teneur en lipide. En effet, selon Nelson-Quartey et al. (2008), la présence des
lipides en grande quantité dans une farine réduirait la capacité de liaison de l’eau à des
substances particulières limitant ainsi la CAE. D’autre part, selon Sila et Malleshi (2012), les
farines avec une absorption d’eau élevée sont plus hydrophiles et cette hydrophilie serait due à
la présence de polysaccharides. C’est pourquoi, les fortes valeurs d’absorption d’eau dans ces
farines pourraient être attribuées à la présence d’une grande quantité de constituants hydrophiles
tels que les glucides (Aboubakar et al., 2008). En effet, ces auteurs ont suggéré que l’absence
d’amidon dans les farines de taro contribue fortement à la réduction de leur capacité
d’absorption d’eau. Les valeurs élevées de la CAE des farines étudiées suggèrent qu’elles
pourraient être utiles pour la cohérence des produits boulangers ainsi que dans les formulations
de potages (Ubbor et al., 2006 ; Oulaï et al., 2014). Les pourcentages de l’ISE des farines de
TMS4 (21,00 ± 2 %) et de Bocou 3 (25,00 ± 1 %) enregistrés sont supérieurs à ceux des farines
de taro cru (10 à 27 %) observés par Mbofung et al. (2006). L’indice de solubilité dans l’eau
(ISE) reflète l’ampleur de la dégradation de l’amidon (Mbofung et al., 2006). Toutefois, il ne
peut pas être attribué uniquement à la dégradation de l'amidon. En effet, les protéines, les sucres
totaux et les matières grasses brutes pourraient jouer un rôle important dans ce changement de
propriétés fonctionnelles. Cette caractéristique physico-fonctionnelle joue un rôle important
dans le choix des farines devant être utilisées comme des épaississants dans l’industrie
alimentaire (Kaur et al., 2013).
La capacité d’absorption d’huile (CAH) est une propriété importante dans la formulation
de nourriture parce que l’huile améliore la saveur et donne une texture douce à l’aliment
24
(Aremu et al., 2006). L’huile est également important dans la conservation des aliments car
elle empêche le développement du rancissement oxydatif (Siddiq et al., 2010). Les résultats
de cette étude indiquent que la CAH Soja des farines (90,33 % pour TMS4 et 97,33 % pour
Bocou 3) est significativement supérieure à celle des autres huiles comprise entre 79,33 %
(TMS4) et 94,33 % (Bocou 3). Cela suggère que l’huile de soja possède plus de sites de fixation
pour ces farines que les autres huiles. Par ailleurs, la variation de la capacité d’absorption des
huiles dans les farines serait associée à la présence de chaînes non-polaires (Njintang et al.,
2003). Or les amidons natifs ne contenant pas de groupements apolaires, leur CAH pourrait être
due essentiellement à l’emprisonnement des molécules d’huile dans leur structure (Abou et al.,
2006). Les CAH des farines étudiées (Bocou 3 et TMS4) sont élevées dans les huiles de soja,
olive, palme raffinée (Dinor) et même dans l’huile rouge (79,33 à 97,33 %). Ces valeurs sont
supérieures à celles des amidons de cultivars de taro (25,0 à 33,5 %) (Falade et Okafor, 2013).
Cependant, ces valeurs sont inférieures à celle de la farine d’igname (190 %) (Ukpabi, 2010)
et à celles de la farine du fruit d’arbre à pain du Ghana (150 à 250 %) (Appiah et al., 2011).
Les CAH élevées sont requises pour la préparation des saucisses, des potages et des gâteaux
(Aremu et al., 2006).
Les valeurs du rapport hydrophile-lipophile obtenues dans cette étude sont comprises
entre 1,30 et 1,57 pour toutes les huiles (soja, olive, palme raffinée et rouge). Ces valeurs sont
supérieures à celles rapportées par Njintang et al., (2001) pour le niébé (dans l’ordre de 1,12).
Ces résultats obtenus montrent que les farines de manioc (Manihot esculenta) variété Bocou 3
et TMS4, ont une plus grande affinité avec l’eau qu’avec l’huile. Cette observation permet de
suggérer que ces farines devraient être préférentiellement destinées à la formulation des
produits nécessitant une forte capacité d’absorption d’eau.
25
CONCLUSION ET PERSPECTIVES
Cette étude a été menée dans l’optique de valoriser le manioc en explorant l’applicabilité
des variétés améliorées en industrie agroalimentaire. Pour ce faire, quelques propriétés
fonctionnelles de farines issues de cossettes des variétés Bocou 3 et TMS4(2)1425 ont été
analysées. Les résultats des analyses ont montré que les farines étudiées possèdent des valeurs
élevées de capacité d’absorption en eau et en huile, de dispersibilité, de porosité et aussi d’
indice de solubilité dans l’eau. Par ailleurs, ces farines possèdent de faibles clartés. Au vue de
tout ceci, ces variétés pourraient être exploitées en industries agro-alimentaire, dans la
formulation de farines composées utilisées en boulangerie, en pâtisseries et pour l’alimentation
infantile. Elles pourraient également être exploitées comme épaississant de sauces, de potages
et des pâtes en croûte.
En perspective, il serait intéressant d’étendre cette étude :
- à l’analyse des caractéristiques biochimique et microbiologique des farines produites ainsi
qu’à l’analyse organoleptique de produits dérivés de ces farines (pain, biscuits, tartines…);
- aux différentes possibilités d’incorporation de ces farines dans les autres farines panifiables ;
- à la production d’amidons des deux variétés de manioc étudiées en déterminant leurs
propriétés fonctionnelles et rhéologiques.
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