Soutenance mémoire
CARACTERISTIQUES BOTANIQUES
Les légumineuses sont des espèces végétales qui appartiennent à la famille des Léguminosae (communément appelée la famille du pois) qui produisent des graines comestibles utilisées dans l’alimentation humaine et animale depuis des milliers d’années (FAO, 2016). Les légumineuses sont des plantes à gousses dont les dimensions des arbres varient depuis celles de minuscules jusqu’à celles des grands arbres dont la plupart sont annuelles. Les graines des légumineuses se présentent sous différentes formes et couleurs. C’est le fruit qui caractérise la famille des légumineuses. Il s’agit d’une gousse aplatie à un seul compartiment, qui se fend habituellement le long de deux sutures, comme chez le pois. Les graines sont attachées le long de l’une des sutures. La gousse peut aussi être indéhiscente (qui ne se fend pas) comme chez l’arachide (mûrissant sous terre), ou s’ouvrir en explosant, comme chez le genêt ou le lupin. Sa longueur peut varier de quelques mm à plus de 30 cm. La gousse, qui se développe après la floraison, renferme une ou plusieurs graines souvent réniformes (en forme de rein) qui varient en taille et en couleur (verte, noire, brune, blanche, rouge, jaune…) selon les espèces (Encyclopédie Encarta, 2009). Les fleurs des légumineuses sont très variables, mais, chez toutes les espèces, les bases des 5 pétales et les étamines sont soudées pour former une coupe autour de la base de l’ovaire. En général, elles possèdent habituellement 10 étamines, qui sont soudées en une structure unique, soit réparties en 2 groupes. Dans ce cas, l’un comprend 9 étamines et l’autre une seule. L’ovaire consiste en un seul carpelle, situé au-dessus des autres pièces florales.
BIENFAITS DES LEGUMINEUSES SUR LA SANTE
Les légumineuses sont riches en fibres. Ces dernières ont des vertus : les fibres solubles diminuent la cholestérolémie. L’effet hypocholestérolémiant des légumineuses a été clairement démontré (BAZZANO et al., 2011 ; ABEYSEKARA et al., 2012). Quant aux fibres insolubles, leur fermentation conduit à un composé, le butyrate, qui aurait un effet de prévention des cancers colorectaux. Une étude récente souligne également l’effet positif des fibres insolubles de lupin sur la fonction colique (FECHNER et al., 2013). L’index glycémique (IG) est un critère de classement des aliments suivant l’élévation de la glycémie qui survient après leur ingestion. L’avantage des légumineuses, c’est qu’elles possèdent la valeur de l’IG faible (environ 31) parmi d’autres groupes d’aliments (JENKINS et al, 1981).
La sorption
A cause de sa structure chimique, l’amidon est une molécule fortement hydrophile, les régions cristallines et amorphes réagissent de différentes manières. A température ambiante, l’eau pénètre plus facilement dans les régions amorphes des grains et interagit avec les molécules d’amidon par l’intermédiaire de liaisons hydrogène, conduisant à un léger gonflement des grains d’amidon; toutefois ce gonflement est réversible (NAYOUF, 2003).
Antioxydants synthétiques
Il existe de nombreux antioxydants synthétiques dont les squelettes sont souvent dérivés des antioxydants naturels (LEE et al., 2009). Sur le plan alimentaire, les antioxydants doivent remplir les conditions suivantes :
✓ ne pas être toxiques,
✓ être hautement actifs à des faibles concentrations (0.01-0.02%) et
✓ être présents à la surface ou dans la phase grasse de l’aliment (BAUER et al., 2010).
Parmi les antioxydants phénoliques de synthèse qui sont autorisés dans certains aliments, on peut citer:
• le BHT E321 (3,5-ditertiobutyl-4-hydroxytoluène), BHA E320 (3,5-ditertiobutyl-4- hydroxyanisole), qui sont l’un et l’autre solubles dans les lipides et résistent bien à la chaleur. Ils ont une action synergique, présentent l’inconvénient d’avoir une odeur désagréable.
• Le TBHQ (tertiobutyl-hydroxyquinone) est moins soluble dans les graisses
• le PG (gallate de propyle E 310) a l’avantage d’être relativement soluble dans l’eau, mais l’inconvénient d’être peu soluble dans les lipides, peu résistant à la chaleur et de donner avec le fer des sels de couleur foncée.
• Le nitrite peut aussi former des nitrosamines cancérigènes.
• Les chélateurs de métaux utilisés et plus efficaces sont les polyphosphates et les dérivés d’acide citrique.
Détermination du pouvoir rotatoire total P
Dans une fiole jaugée de 100 ml, 0,5 g de l’échantillon et 10 ml d’acide chlorhydrique à 1,128 % sont introduits. Le mélange est agité et 10 ml d’acide chlorhydrique à 1,128 % y sont à nouveau versés. La fiole est plongée dans un bain d’eau bouillante durant les trois premières minutes qui y suivent. La fiole est agitée énergiquement pour éviter la formation d’agglomérats. L’agitation se poursuit pendant le bain, à l’aide d’un agitateur. Après 15 minutes, la fiole est retirée du bain et 30 ml d’eau froide y sont ajoutées. Pour déféquer les protéines, 2 ml de solution de Carrez I et 2 ml de Carrez II sont ajoutées. Le mélange est bien agité pendant 1 minute, ensuite complété à 100 ml avec de l’eau distillée puis homogénéisé et filtré. Son pouvoir rotatoire est lu au polarimètre.
Détermination du pouvoir de gonflement de l’amidon
Le gonflement de l’amidon est caractérisé par une absorption d’eau qui fait augmenter le volume du grain, à des températures croissantes. Le taux de gonflement est le taux du culot de la centrifugation, exprimé en gramme d’eau par gramme de matière de culot sec. Une solution d’amidon à 1 % (P/V) est préparée (300 mg d’amidon dans 30 ml d’eau distillée) et mise au bain-marie à différentes températures allant de 50°C à 90°C avec des intervalles de 10°C selon la méthode de LEACH et al., (1959). Le mélange est mis sous agitation maximale pendant 5 minutes au vortex, puis centrifugé à 4000 tours/minute pendant 10 minutes. Le surnageant est jeté. Le culot récupéré est pesé et mis à l’étuve afin d’obtenir la matière sèche (4 heures à 103°C).
Conclusion et perspectives
La présente étude nous a permis de :
• nous familiariser avec les techniques courantes utilisées en Sciences des aliments ;
• déterminer les propriétés fonctionnelles de l’amidon des graines de cinq variétés de légumineuses étudiées ;
• étudier la capacité antioxydante des graines de ces légumineuses.
L’étude du pouvoir de gonflement et de la viscosité de l’amidon a permis de déterminer le changement d’état de l’amidon des cinq variétés étudiées en fonction de la variation de la température. Plus l’échantillon est riche en amylopectine, plus il gonfle et plus il est visqueux. L’observation microscopique de la structure des granules d’amidon montre une similarité entre les espèces de la même famille ce qui les différencie des autres plantes comme le riz. La capacité antioxydante des graines de légumineuses a été mise en évidence mais certaines variétés sont plus riches en antioxydants que d’autres. Les problèmes de la malnutrition à Madagascar sont très importants, surtout dans les régions du Sud du pays pendant la période de soudure. Ainsi, une bonne utilisation des légumineuses comme aliment de complément pour les enfants de moins de 2 ans, donnant l’exemple de la farine infantile peut contribuer à l’amélioration des aliments consommés. Dans l’avenir, il serait intéressant de :
• poursuivre les analyses biochimiques des graines sur la détermination de la teneur en vitamines et éléments minéraux ;
• étudier les facteurs antinutritionnels ;
• déterminer l’index glycémique ;
• valoriser ces variétés pour lutter contre la malnutrition ;
• identifier les molécules responsables de la propriété antioxydante des graines de légumineuses.
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Table des matières
INTRODUCTION
PARTIE I : ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
I-GENERALITES SUR LES LEGUMINEUSES
I-1- CARACTERISTIQUES BOTANIQUES
I-2- CLASSIFICATION
I-3- CARACTERISTIQUES NUTRITIONNELLES DES LEGUMINEUSES
I-4- BIENFAITS DES LEGUMINEUSES SUR LA SANTE
I-5- INTERETS DES LEGUMINEUSES DANS L’AGRICULTURE
I-6- PRODUCTION DE LEGUMINEUSES
II-AMIDON
II-1- GENERALITES
II-2- PROPRIETES PHYSIQUE ET CHIMIQUE
II-2-1-L’amylose
II-2-2- L’amylopectine
II-3PROPRIETES HYDROTHERMIQUES
II-3-1-La sorption
II-3-2- La gélatinisation
II-3-3-La rétrogradation
III-CAPACITE ANTIOXYDANTE
III-1- OXYDATION
III-1-1- Mécanisme d’oxydation
III-1-2- Le stress oxydatif
III- 2- ANTIOXYDANT
III-2-1-Les antioxydants naturels
a) Les flavonoïdes
b) Acide ascorbique (vitamine C)
c) Tocophérols (Vitamine E)
d) Caroténoïdes
III-2-2- Antioxydants synthétiques
PARTIE II : MATERIELS ET METHODES
I-MATERIELS D’ETUDE
II-METHODES D’ANALYSES
II-1 DETERMINATION DE LA TENEUR EN MATIERE SECHE
II-2 DOSAGE DE L’AMIDON
II-3 DOSAGE DE L’AMYLOSE
II-4 DETERMINATION DE LA TENEUR EN AMYLOPECTINE
II-5 ETUDE DE LA STRUCTURE ET DE QUELQUES PROPRIETES FONCTIONNELLES DE L’AMIDON
II-5-1 Extraction de l’amidon
II-5-2 Étude microscopique de l’amidon des échantillons
II-5-3 Détermination du pouvoir de gonflement de l’amidon
II-5-4 Détermination de la viscosité de l’amidon
II-6 MESURE DE LA CAPACITE ANTIOXYDANTE
PARTIE III : RESULTATS
I-TENEURS EN EAU ET EN MATIERE SECHE
II-AMIDON
II-1-TAUX D’EXTRACTION D’AMIDON
II-2-TENEURS EN AMIDON
II-3-TENEURS EN AMYLOSE ET EN AMYLOPECTINE
II-4- STRUCTURE DE LA GRANULE D’AMIDON
III-PROPRIETES FONCTIONELLES DE L’AMIDON
III-1-POUVOIR DE GONFLEMENT
III-2-VISCOSITE
IV-CAPACITE ANTIOXYDANTE
PARTIE IV : DISCUSSION
CONCLUSION ET PERSPECTIVES
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES
RESUME
ABSTRACT
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