Détermination des teneurs en macronutriments et de la valeur énergétique

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PRODUCTION DE SOJA

Production mondiale

Les plus grands producteurs de soja du monde sont : le Brésil, les Etats-Unis, et l’Argentine. Ensemble, ces pays produisent plus de 80% du soja mondial. Le Brésil tient la première place avec 83,5 millions de tonnes de soja produits entre 2012 et 2013 (Jacques, 2013). Loin derrière ce trio se trouvent la Chine et l’Inde.

Production de soja à Madagascar

A Madagascar, la culture de soja se rencontre surtout dans les régions du Vakinankaratra, Itasy et Imerina Central. Depuis l’année 2001, le Moyen Ouest a commencé à en cultiver même si cette culture ne sefait qu’à l’échelle familiale. Pour la région Vakinankaratra, le soja cultivé sur une surface de 3 100 ha a produit 4 030 tonnes en 2002. Le rendement moyen à l’hectare est de l’ordre de 1,3 tonnes [MAEP/UPDR, 2003].

VERTUS DU SOJA

Vertus nutritionnelles

Le soja est un aliment qui possède de nombreuses qualités nutritionnelles. Du fait de la présence en quantité relativement élevée des8 acides aminés essentiels, et d’une digestibilité satisfaisante (de 90% en moyenne par rapport aux protéines de référence : WHO, 2007), les protéines des graines de soja sont comparables aux protéines animales (viande, poisson, œufs) (www.ocl-journal.org). Les graines sont également une excellente source de vitamines A, B, E, K et des minéraux, dont le calcium, le fer, le zinc, le potassium, le phosphore, magnésium (Hubert, 2006).Elles contiennent de l’huile de bonne qualité que l’on peut extraire pour la consommation humaine. De ce fait, le soja est utilisé pour enrichir et équilibrer les apports en protéines et en lipides de différentes préparations alimentaires.

Vertus sur la santé

La forte teneur en protéines et en lécithines et laprésence de flavonoïdes dans le soja, lui confèrent des propriétés biologiques trèsintéressantes. Il aide à soigner différentes
Revue bibliographique
maladies telles que le diabète, les problèmes cardiovasculaires, l’ostéoporose, l’athérosclérose ou encore les désordres hormonauxlors de la ménopause (http://www. Santé-vivant.fr).

FACTEURS ANTINUTRITIONNELS

Définition

Les facteurs antinutritionnels sont définis comme outes substances contenues dans un aliment susceptibles de réduire la biodisponibilité d’un nutriment sur son site d’utilisation cellulaire (Besançon, 1978).

Les facteurs antinutritionnels dans les graines de soja

Le soja contient des facteurs antinutritionnels (FAN) rendant les graines crues impropres à la consommation et réduisant sa qualité nutritionnelle. C’est pourquoi les graines doivent subir des traitements avant d’êtreconsommées. Parmi ces FAN, les plus importants et les plus étudiés sont les suivants : les inhibiteurs de protéases, les hémagglutinines (léctines), les oligosaccharides deflatulence, les phytates, les polyphénols (http://www.cetiom.fr).

Les inhibiteurs de protéases

Il s’agit des inhibiteurs trypsiques qui sont des protéines entravant l’hydrolyse des protéines alimentaires par les deux enzymes pancréatiques, la trypsine et la chymotrypsine (Lecerf, 1995). Ils se présentent dans la fraction protéique des graines sous deux formes : inhibiteur de Kunitz qui inhibe seulement la trypsine et inhibiteur de Bowman-Birk qui inhibe fortement à la fois la trypsine et la chymot rypsine (Birk, 1985 ; Koepke et al., 2000). Ces inhibiteurs doivent être éliminés, soit par inactivation thermique, soit par un processus de fermentation.

Les hémagglutinines (lectines)

Les hémagglutinines (lectines) sont des glycoprotéines ayant des poids moléculaires élevés entre 36000 à 132000 daltons selon le degré de polymérisation. Elles se trouvent dans le cytoplasme des cellules de la plupart des graines de légumineuses sèches, se forment au cours de la maturation et disparaissent lors de la germination (Besançon, 1994). Les lectines sont des substances thermostables qui peuvent provoquer des troubles de l’absorption intestinale et aussi une agglutination des érythrocytes des animaux supérieurs. (Bau et al., 2001). Elles peuvent être, par contre, détruitespar des procédés biologiques (germination) et thermiques (cuisson) (Andrianirina, 2015).

Les oligosaccharides de flatulence

La production de flatulence est l’un des facteurs limitant la consommation des légumineuses par l’homme. Ce fait est dû à l’absence au niveau de la bordure en brosse de l’intestin grêle d’une enzyme αl’ -Galactosidase dont l’action permet de dégrader les oligosaccharides qui se trouvent dans le soja. Les oligosaccharides les plus représentatifs sont le raffinose (α-galactosido1, 6-saccharose), le stachyose (α -galactosido1, 6-raffinose) et le verbascose (α -galactosido 1,6-stachyose). Ces substances seront métabolisées au niveau du côlon par la flore intestinale. Ce mécanisme entraîne la production de gaz carbonique, d’hydrogène et de méthane par un processus fermentaire et se traduit par des troubles intestinaux. Une hydrolyse de ces saccharides pendant le trempage permet d’éliminer toute leur action (http://biochim-agro.univ lille1 .fr/ protéines/ co/ch2_I_c.html).

Les phytates

L’acide phytique contenu dans les enveloppes de la graine de soja est composé d’un radical inositol estérifié par 6 radicaux phosphates. Il représente la principale réserve de phosphore de la graine (Rasolohery, 2007). Lors de la digestion, il joue le rôle d’un excellent agent de chélation sur certains minérauxen formant des complexes moléculaires insolubles avec les cations divalents tels que Ca2+, Fe2+, Zn2 +ou Mg2+, ce qui modifie alors la biodisponibilité, l’absorption, et la fonction de ces minéraux (Rickard et Thompson, 1997 ). L’association de l’acide phytique avec la p rotéine lui confère des propriétés inhibitrices d’enzyme, en empêchant l’activité de ’alpha-amylase. Cela limite le métabolisme de l’amidon et diminue la glycémie (Hubert, 2006). Le trempage, seul ou combiné avec la cuisson, peut diminuer la teneur de ces FAN notamment les phytates (Rahelimandimby, 2011).

Les polyphénols

Les composés phénoliques sont des métabolites secondaires. Ils sont présents dans toutes les parties des végétaux supérieurs (racines, tiges, feuilles, fleurs, pollens, fruits, graines et bois). La propriété de chélation des polyphénols contribue à leur activité antioxydante, mais aussi simultanément à leur effet inhibiteur sur la biodisponibilité des minéraux. Par l’intermédiaire de leurs groupementscarboxyliques et hydroxyliques, les polyphénols forment des complexes avec les macronutriments et les cations (Gilloly et al., 1983; Gilloly et al., 1984; Hurrell et al., 2003). Les polyphénols, après oxydation, se lient par l’intermédiaire de liaisons covalentes aux résidus lysine des protéines, ce qui engendre une diminution de la digestibilité des protéines etcelle de la biodisponibilité de la lysine (Malewiak, 1992).

OXYDATION ET ANTIOXYDANTS

Oxydation

Définition

L’oxydation est une réaction chimique au cours de aquelle un élément chimique agit avec de l’oxygène conduisant à une perte d’électron. Cette oxydation se fait souvent selon un processus radicalaire conduisant à la form ation, à partir d’une molécule de dioxygène, d’un anion superoxyde (O ) très réactif. Cette réaction qui amorce le stress oxydatif est favorisée par la lumière (UV) ou la présence de métaux de transition (fer ferreux).

Le stress oxydatif

Le stress oxydatif se définit comme étant un déséquilibre profond entre des taux élevés de dérivés réactifs de l’oxygène (DRO) et une activitéantioxydante réduite, ce qui provoque des lésions au niveau des structures cellulaire (www.biomin.net). Il est surtout favorisé par le vieillissement, les rayons ultraviolets, le tabac (Bonne et al., 2000), la pollution, certains médicaments, les produits chimiques ou les pesticides (Wang et al., 2011)

Les antioxydants

L’antioxydant est défini par Park et al., 2002 comme une substance chimique synthétique ou naturelle capable de ralentir ou d’inhiber les réactions d’oxydation. Dans le corps humain, ces antioxydants contrôlent le niveau des e spèces réactives pour minimiser le dommage oxydatif. Cela permettra de prévenir les dommages cellulaires, la voie commune pour le cancer, le vieillissement et une variété demaladies (maladie de parkinson, athérosclérose, arthrite).
Les antioxydants sont classés en deux groupes : les antioxydants naturels et les antioxydants synthétiques. L’acide ascorbique, les caroténoïdes, les tocophérols et les composés phénoliques tels que les flavonoïdes et les acides phénoliques sont les principaux antioxydants naturels des plantes (Tiwari et al., 2015).

Les antioxydants dans le soja

Les tocophérols (vitamine E)

Les tocophérols appelés aussi vitamine E sont des omposésc terpéniques reconnus comme des puissants antioxydants, dont leur fonction première est de s’opposer aux phénomènes oxydatifs, notamment à l’oxydation des acides gras. Leur pouvoir antioxydant dépend de leur structure chimique. Les quatre isomères α-, β-, γ- et δ-tocophérols présents dans le germe de soja sont des antioxydants liposolubles puissants reconnus pour leur capacité à stabiliser par résonance l’électron célibataire des radicaux libres, formant ainsi des espèces neutres et inoffensives pour l’organisme (Hubert, 2006).

Les isoflavones

Parmi les composés mineurs du soja possédant des effets bénéfiques sur la santé apparaissent particulièrement une classe de phyto-oestrogènes non stéroïdiens appelés isoflavones. Ce sont des composés naturels des plantes qui, sur le plan moléculaire, font parti d’un groupe de composés phénoliques appeléslavonoïdesf. Les isoflavones sont les principaux composés phénoliques du soja qui présent des propriétés antioxydantes. Ils participent à la lutte contre la formation de radic aux libres ou d’espèces oxygénées hautement réactives et à l’inhibition de la production de peroxyde d’hydrogène qui sont impliquées dans l’altération de l’ADN (Wei et al., 1995 ; Ruiz-Larrea et al., 1997 ; Takahashi et al., 2005). Les deux principaux isoflavones du soja sont la génistéine et la daïdzéine. Dans une moindre mesure, la glycitéine ste présente également, mais en faible quantité, dans la graine de soja (www.sojaxa.com). D’après Galan (2011), la teneur en isoflavones de soja est de l’ordre de 1 à 4 mg/g de matière sèche de la graine.

Détermination des teneurs en macronutrimentset de la valeur énergétique

Détermination de la teneur en lipides

La méthode de dosage gravimétrique utilisant le n-exaneh comme solvant pour extraire la matière grasse a été mise en œuvre. Après évaporation du solvant, le résidu est séché puis pesé (Wolff, 1991).
Cinq grammes (5 g) de poudre d’échantillon sont introduites dans une cartouche d’extraction dont les deux bouts sont couverts de coton dégraissé. L’ensemble est placé dans le soxhlet muni d’un système réfrigérant ascendant et d’un ballon à col rodé préalablement séché et taré, avec 1 ou 2 billes deverre. Ensuite le solvant d’extraction est versé dans le soxhlet jusqu’à un volume recouvrant la cartouche, soit 2/3 du ballon (NFV 03-708, 1998). Le tout est placé sur un chauffe-balon réglé à une température 45°C pendant 12 h. Après l’extraction, le solvant est éliminé sous vide à l’aide d’un évaporateur rotatif. Le ballon est mis dans l’étuve à 80°C pend ant quelques minutes pour éliminer les dernières traces de solvant. Le produit obtenu est refroidi dans un dessiccateur et pesé sur une balance de précision.

Dosage de l’amidon

Extraction de l’amidon
Une méthode d’extraction par voie humide inspirée de la méthode de Banks et Greenwood (1975) a été mise en œuvre.
Les graines du soja sont broyées ; 25 g de farine ainsi obtenue sont trempées dans l’eau environ 15 min, puis décantées et filtrées. eL filtrat obtenu est centrifugé pendant 15 min à 4000 tours/mn. Le culot est recueilli et m is dans le séchoir pendant 3 jours. Les grains d’amidon sont obtenus par tamisage des produits recueillis séchés avec un tamis de petite maille (0,5 mm de diamètre).
Détermination de la teneur en amidon
La méthode polarimétrique d’EWERS a été adoptée (Godon, 1994).
L’amidon est dispersé par traitement à chaud avec de HCl dilué. Après défécation et filtration, le pouvoir rotatoire de la solution est mesuré au polarimètre. Le même traitement est effectué sur l’extrait éthanolique à40% afin d’éliminer les glucides solubles susceptibles d’interférer en polarimétrie. La différence obtenue entre les 2 mesures polarimétriques multipliée par un facteur spécifique de l’origine botanique de l’amidon conduit à la teneur en amidon de l’échantillon.
Détermination du pouvoir rotatoire P
Dans une fiole jaugée de 100 ml, 0,5 g de farine est mélangé avec 50 ml d’HCl 1,128%. Le mélange est ensuite agité et 10 ml d’HClà 1,128% y sont à nouveau versés. Le tout est mis dans un bain d’eau bouillante tout en agitant énergiquement la fiole de temps en temps pour éviter la formation d’agglomérat. Quinze minutes après, la fiole est retirée du bain et 30 ml d’eau froide y sont ajoutées. Puis 2 ml de solution de CARREZ I et 2 ml de solution CARREZ II sont successivement ajoutées pour déféquer les protéines. Le volume est ensuite complété à 100 ml avec de l’eau distillée, le mélange est enfin filtré à l’aide d’un papier filtre et son pouvoir rotatoire P est mesuré au polarimètre de Lauvet. Détermination de pouvoir rotatoire P’
Une prise d’essai de 1 g d’échantillon est introduite dans une fiole jaugée de 100 ml avec 40 ml d’éthanol à 40%. Le mélange est ensuite laissé en attente durant 1 h à la température ambiante, au cours de laquelle la prise d’essai est agitée énergiquement de façon à ce qu’elle soit bien mélangée à l’éthanol, pour obtenir une suspension. Le volume est complété à 50 ml avec de l’éthanol à 40%, puishomogénéisé et filtré. Le filtrat obtenu est additionné de 2,5 ml d’HCl à 25%. Le mélange est de nouveau agité énergiquement puis chauffé à reflux dans un bain marie bouillant. Après 15 min exactement, la fiole est retirée du bain et refroidie sous un courant d’eau froide jusqu’à 20°C. Pour déféquer les protéines, 2 ml de solution de Carrez I et 2 ml de Carrez II sont ajoutées. Le volume est ensuite complété à 100 ml avec de l’eau distilléeLe. mélange est homogénéisé, filtré et son pouvoir rotatoire est lu.

Table des matières

INTRODUCTION
PARTIE I. : REVUE BIBLIOGRAPHIQUE
I.1. GENERALITES SUR LE SOJA (Glycine max)
I.1.1. Origine et diffusion du soja
I.1.2. Description botanique
I.1.3. Classification
I.1.4. Culture
I.2 COMPOSITISION NUTRITIONNELLE DES GRAINES DE SOJA
I.2.1 L’eau
I.2.2 Les protéines
I.2.3 Les lipides
I.2.4 Les glucides
I.2.5 Les micronutriments
I.3 UTILISATION DU SOJA
II.3.1 Utilisation dans l’alimentation humaine
II.3.2 Utilisation dans l’alimentation animale
II.3.3 Autres utilisations
I.4 PRODUCTIONS DE SOJA
I.4.1 Production Mondiale
I.4.2 Production de soja à Madagascar
I.5 VERTUS DU SOJA
I.5.1 Vertus nutritionnelles
I.5.2 Vertus sur la santé
I.6 FACTEURS ANTINUTRITIONNELS
I.6.1. Définition
I.6.2. Les facteurs antinutritionnels dans les graines de soja
I.6.2.1 Les inhibiteurs de protéases
I.6.2.2 Les hémagglutinines (lectines)
I.6.2.3 Les oligosaccharides de flatulence
I.6.2.4 Les phytates
I.6.2.5 Les polyphénols
I.7 OXYDATION ET ANTIOXYDANTS
I.7.1 Oxydation
I.7.1.1 Définition
I.7.1.2 Le stress oxydatif
I.7.2 Les antioxydants
I.7.3 Les antioxydants dans le soja
I.7.3.1 Les tocophérols (vitamine E)
I.7.3.2 Les isoflavones
PARTIE II. : MATERIELS ET METHODES
II.1. CHOIX DES VARIETES DE SOJA
II.2. PREPARATION DES ECHANTILLONS
II.3. ANALYSE NUTRITIONNELLE DES GRAINES
II.3.1 Détermination de la teneur en eau
II.3.2 Détermination de la teneur en cendres brutes
II.3.3 Détermination des teneurs en macronutriments et de la valeur énergétique
II.3.3.1 Détermination de la teneur en lipides
II.3.3.2 Détermination de la teneur en protéines totales
II.3.3.3 Etude des substances glucidiques
II.3.3.3.a Détermination de la teneur en glucides totaux
II.3.3.3.b Dosage de l’amidon
II.3.3.3.c Détermination de la teneur en glucides simples
II.3.3.3.d Détermination de la teneur en fibres totales
II.3.3.4 Détermination de la valeur énergétique globale
II.3.4 Détermination quantitative des acides aminés des protéines
II.3.5 Détermination de l’indice chimique et identification de l’acide aminé facteur limitant
II.4. ETUDE DES FACTEURS ANTINUTRITIONNELS DANS LE SOJA
II.4.1. Dosage de la teneur en phytates
II.4.2. Dosage des composés phénoliques totaux
II.5. MESURE DE LA CAPACITE ANTIOXYDANTE
II.5.1 Mesure de la capacité antioxydante par le radical DPPH
II.6. TRAITEMENT DES DONNEES
PARTIE III. : RESULTATS ET INTERPRETATIONS
III.1. VALEUR NUTRITIONNELLE DES GRAINES
III.1.1. Teneurs en eau et en matière sèche
III.1.2. Teneur en cendres brutes
III.1.3 Macronutriment et valeur énergétique
III.1.3.1 Valeur lipidique
III.1.3.2 Valeur protéique
III.1.3.3. Valeur glucidique
III.1.3.3.a Teneur en glucides totaux
III.1.3.3.b Teneur en amidon
III.1.3.3.c Teneur en sucres simples
III.1.3.3.d Teneur en fibres.
III.1.3. 4 Valeur énergétique
III.1.4 Composition en acides aminés des protéines des graines
III.1.5 Indices chimiques et acides aminés facteurs limitant des graines
III.2. TENEUR EN FACTEURS ANTINUTRITIONNELS DES GRAINES
III.3. CAPACITE ANTIOXYDANTE
PARTIE IV. : DISCUSSION
PARTIE V. : CONCLUSION ET PERSPECTIVES
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

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