Fonctions des protéines dans l’organisme

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Sources des protéines

Azote, oxygène, hydrogène et carbone sont les quatre principaux éléments de la matière vivante. L’air contient environ 79, 20 et 0,03 % respectivement d’azote, d’oxygène et de dioxyde de carbone (CO2). Les animaux sont incapables d’utiliser directement l’azote et le dioxyde de carbone de l’atmosphère pour synthétiser les acides nucléiques et les protéines. L’homme étant incapable de fixer l’azote atmosphérique pour s’approvisionner en cet élément, ce sont des micro-organismes (bactéries comme Rhizobium en symbiose avec des légumineuses) qui vont exécuter cette fonction. Et ce sont les végétaux qui fixent le carbone pour le compte des animaux. Ainsi végétaux et micro-organismes sont les fournisseurs de carbone et d’azote assimilables par les animaux. Ceux-ci se contentent d’être des consommateurs (Quillien et al., 1997). Il existe plusieurs sources de protéines végétales qui ont été largement consommées dans le monde entier depuis plusieurs siècles. Grains (blé, riz, millet, sorgho), graines (chia, chanvre), noix (amandes, noix), légumes secs (haricots, lentilles, pois, lupins) et feuilles (moringa, lentille d’eau) sont des sources de protéines, qui peuvent être produites durablement. En plus de fournir l’azote, les aliments à base de plantes fournissent des phytonutriments, des vitamines, des minéraux et des fibres, qui sont essentiels pour le corps. De tels régimes ont été trouvés profitables et comme moyens de prévention des maladies chroniques. Différentes tendances encouragent le passage des régimes à base de viande aux régimes à base de plantes. Les consommateurs choisissent des régimes basés sur les aliments produits localement, pour réduire les risques. En outre, les consommateurs sont conscients des avantages pour la santé de de tels régimes (Nadathur et al., 2017).
Les protéines alimentaires doivent être saines, économiques, nutritives, avoir des qualités organoleptiques acceptables et posséder des propriétés fonctionnelles.
Les protéines végétales sont supérieures aux protéines animales d’un point de vue coût et rendement mais présentent souvent des déficiences en certains acides aminés essentiels que l’on peut cependant pallier en exploitant la complémentarité de composition des protéines de divers sources céréales et légumineuses (Quillien et al., 1997).

Fonctions des protéines dans l’organisme

Les protéines sont essentielles à la vie et exercent les mêmes fonctions dans l’alimentation des athlètes que dans celle des individus sédentaires. Elles sont nécessaires à l’homéostasie des tissus de l’appareil locomoteur (collagène), aux transports sanguins, à la fonction des hormones, des anticorps, des cytokines. Leur présence assure le maintien de la pression oncotique essentielle à l’homéostasie des compartiments liquidiens (Danielle et al., 2007). D’après les travaux de Dupin et al., les protéines alimentaires apportent l’azote sous forme de groupement aminé NH2 des acides aminés et à partir de ces acides aminés nous effectuons la synthèse de nos propres protéines (Dupin et al., en 1992). Selon les fonctionnalités, les protéines sont nécessaires à la croissance et à l’entretien de divers tissus. Elles assurent le bon fonctionnement de divers organes, dont le système de défense immunitaire (Gryson et al., 2008). Les protéines sont des entités biologiques importantes qui fournissent non seulement des avantages pour la santé, mais aussi une aide pour maintenir la croissance globale, le métabolisme, l’équilibre et la fonction des cellules dans n’importe quel système. Elles sont omniprésentes et donc facilement disponibles dans la plupart des tissus (Navan, 2012). Pour Benaicheta et al., les protéines de sardine ont un effet bénéfique sur l’équilibre glycémique et sur le statut redox, aux niveaux sérique et hépatique (Benaicheta et al., 2014). En effet, ces protéines diminuent le stress oxydatif induit par le diabète par diminution du taux d’HbA1c et par stimulation de l’activité des enzymes antioxydante. Le maintien de la teneur exigée de ces protéines est donc une priorité absolue pour l’accomplissement des fonctions biologiques aux niveaux moléculaires, cellulaire et tissulaire de l’organisme (Boirie, 2014).

Besoins en protéines et en acides aminés

La ration alimentaire varie selon l’état physiologique. En général, pour les sujets à l’équilibre énergétique et avec une activité physique modérée, la ration alimentaire doit être de 0,66 g de protéines par kg de poids corporel par jour (FAO/OMS, 2007). La femme enceinte a un besoin supplémentaire de 1,2g/j, 6,1g/j et 10,7g/j respectivement au premier, deuxième, et troisième trimestre nécessaire au développement des tissus materno-fœutaux et au fonctionnement de l’organisme maternel (Ayoubi et al., 2012). Tomé, confirme que le besoin en protéines est assimilé chez l’adulte à l’apport minimum en protéines de bonne qualité assurant un bilan azoté équilibré chez des sujets à l’équilibre énergétique et avec une activité physique modérée (Tomé, 2009). Sur la base du bilan azoté, le besoin nutritionnel moyen en protéines a été établi, avec un niveau de preuve élevé, à 0,66 g/kg/j et un apport nutritionnel conseillé est établi à 0,83 g/kg/j. Chez le jeune, une composante de croissance doit être ajoutée. Ces besoins diminuent avec l’âge et représentent environ le 1/10 en poids chez l’adulte. On peut voir dans le tableau III les apports en acides aminés essentiels conseillés par l’OMS (FAO/OMS, 2007).

La méthode de Dumas

Cette méthode permet le dosage de l’azote total d’une matrice organique. Elle consiste en une combustion totale de la matrice entre 900 et 1200°C sous oxygène. Les gaz produits sont réduits par du cuivre puis, desséchés et le CO2 est piégé. Tout composé azoté formé est transformé en azote moléculaire. L’azote est ensuite quantifié à l’aide d’un détecteur de conductivité thermique. Comme pour la méthode précédente, un fractionnement des matières protéiques et non protéiques peut être réalisé (notamment par une précipitation acide) et chaque fraction analysée pour sa teneur en azote. Il s’agit d’une méthode sensible et fiable, extrêmement facile d’utilisation.

La méthode infrarouge

Cette méthode consiste à mesurer à l’aide d’un spectrophotomètre infrarouge la quantité de rayonnement absorbée par les groupements amides secondaires des liaisons peptidiques à 6,5 μm. La teneur en azote est estimée par référence à la quantité de lumière infrarouge absorbée par l’eau. Cette méthode infrarouge est généralement appliquée aux liquides (vin ou lait par exemple) et la méthode utilisant le proche infrarouge est appliquée aux poudres et autres produits solides (produits à base de céréales par exemple). Il s’agit d’une méthode rapide. Toutefois, cette méthode ne tient pas compte de l’azote non protéique. Ces méthodes permettent de doser l’azote dans un grand nombre de produits (Dumas et al., 2017).

Composition de la pastèque

Composé à 92 % d’eau, avec des propriétés hydratantes, le melon d’eau à de faibles teneurs en matière grasse et ne contient pas de cholestérol. Il contient de nombreux éléments intéressants d’un point de vue nutritionnel comme par exemple, la citrulline, qui sert à synthétiser un autre acide aminé capital dans l’organisme ; l’arginine, qui joue un rôle clé dans la division cellulaire, la cicatrisation et l’élimination de l’ammoniaque. La pastèque est appréciée par les consommateurs pour sa texture, sa douceur et la saveur de sa chair. C’est une bonne source de vitamines (C et A) et de nutriments tels que le potassium, le fer et le calcium. La pastèque contient également une quantité élevée de lycopène, (figure 4), une molécule de caroténoïde qui, ces dernières années, a gagné beaucoup d’intérêt pour les régimes par rapport à son potentiel en tant qu’antioxydant (ELLUL et al., 2007). La chair de pastèque, a une quantité de lycopène qui varie de 23,0 à 72,0 mg par gramme de poids humide, ce qui est plus important que pour la tomate fraîche où par exemple, les valeurs sont comprises entre 8,8 et 42,0 mg par gramme de poids humide (Fraser et Bramley, 2004).
La valeur nutritionnelle pour 100g de graines de pastèque est des 31 kcals pour 0,5g de protéines, 7 g de glucides et 0,1g de lipides (calories.com).

Distribution géographique au Sénégal

La pastèque, communément appelée «Xaal» en wolof se cultive dans des localités telles que : Ndimbe, Gniit, Barare, Diokoul, Keur Momar Sarr, Diokhor, Thiaréne, Gankéne, Mbane, Mbara, Ngaye, Louga, Nioro etc. Il se consomme dans tous les foyers ; c’est pourquoi en période d’été, les vendeurs l’exposent à chaque coin de rue (igfm.sn). Selon Tropicasem, la culture de l’espèce est bien développée au Sénégal (bassin arachidier) où elle est basée sur des variétés performantes, mais également sur un système cultural extensif. Le succès de l’espèce est lié à son caractère tropical, ce qui lui permet en hivernage de profiter des conditions favorables. La culture s’adapte à différentes conditions édaphiques avec une préférence pour les sols légers profonds, meubles, riches en matière organique et à pH légèrement acide de l’ordre de 6 à 6,5. Les régions de Kaolack, Saint-Louis et Thiès sont les principaux fournisseurs de Dakar (Tropicasem, 2011).

Utilisations

Utilisation Alimentaire

En dehors de sa qualité de fruit fortement consommé, la pastèque est aussi utilisée à travers ses différentes parties telles que les graines. Au Sénégal les graines sont utilisées pour la sauce de couscous (Fouta). Elles servent également de nourriture pour le bétail, appelée « bref ».

Utilisation thérapeutique

Le fruit est utilisé à des fins médicinales (maladies des reins et nettoyage des voies urinaires). On lui prête également des vertus prophylactiques telles que la prévention de certaines maladies comme le cancer de la prostate. En effet, le lycopène présent dans la pastèque permet d’inhiber la régénération des cellules épithéliales prostatiques in vivo. Ceci aurait un effet sur l’hypertrophie prostatique bénigne (Tropicasem, 2011). D’après Arab et al., le lycopène peut avoir un effet inhibiteur de la synthèse du cholestérol et peut améliorer la dégradation des LDL (Arab et al., 2000). Les pépins de pastèque contiennent une quantité assez élevée de citrulline qui est transformée en arginine. Cet acide aminé, renverse le dysfonctionnement endothélial associé aux principaux facteurs de risque cardiovasculaire tel que l’hypercholestérolémie, le tabagisme, l’hypertension artérielle, le diabète. La supplémentation en arginine alimentaire peut représenter une stratégie nutritionnelle potentiellement novatrice pour la prévention et le traitement des maladies cardiovasculaires (Wu et al., 2000).

La Courge

Etude botanique

La courge appartient au genre Cucurbita. Comme la plupart des autres membres des Cucurbitacées, ce sont des herbacées, végétaux sensibles au gel, et à la traîne. Elles ont des feuilles palmées et des fruits proéminents. La plupart des espèces de Cucurbita sont des mésophytes, ont des systèmes de racines fibreuses, et sont morosités. Les fleurs intenses de couleur jaune-orange sont riches en nectar. Celles qui appartiennent au genre Cucurbita sont les plus importants sur le plan économique car entre dans la composition de légumes, trois de ses espèces sont largement cultivées et distribuées. Cucurbita pepo L. est la plus répandue (Harry, 2001). La courge (Cucurbita Pepo.L) est le genre Cucurbita composé de 27 sous espèces connues, c’est une plante à tige dure à section polygonale, le pédoncule est marqué par des côtes, au moins cinq, et ne s’élargit pas au point d’insertion. Les feuilles sont profondément découpées (Agrobio, 2014). Pour Ghedira et al., l’espèce Cucurbita pepo, est proche de cucurbita maxima, C. moschata, C. ficifolia (Mexique), de C. mixta,… C. pepo se divise lui-même en six variétés différentes par la couleur du fruit. Le C. pepo est une grosse baie volumineuse, charnue, renfermant de nombreuses graines dans une pulpe spongieuse. La graine est aplatie, blanchâtre. La figure 4 présente différentes parties de la plante.

Composition de la Courge

Les citrouilles sont riches en vitamine A, B, C, E, et en éléments minéraux tels que le calcium, le phosphore, le magnésium, le potassium, le fer, le zinc, le manganèse, le cuivre, le sodium. Elles contiennent des protéines, des lipides et des glucides (Messiaen et al., 2017). La courge est une source majeure de carotène. La teneur totale en caroténoïde est liée à la couleur orange foncé ou jaune de la chair des courges (Desgrandchamps et al., 2010 ; Irwin et al., 2003). Les graines sont principalement constituées d’une huile fixe qui est constituée des acides gras (linoléiques), de phytostérols, de terpènes et d’acides oléiques. La caractéristique des constituants de cette l’huile est le squalène. On y trouve également des acides aminés rares tels que l’acide γ-aminobutyrique, l’éthylasparagine, la citrulline et la cucurbitine (3-aminocarboxypyrrolidine) (OMS, 2009). Les graines de courges regorgent de beaucoup de substances (tableau VII) ce qui fait d’elles la partie qui présente le plus d’intérêt sur le plan nutritionnel et thérapeutique.

Distribution géographique

Originaire de l’Amérique, la courge (Cucurbita pepo. L.), est cultivée partout dans le monde. La forme sauvage est la plus cultivée en Afrique (Goetez et al., 2013). Appelé courge ou courgette en français, Squash en anglais, Au Sénégal, le Cucurbita pepo est communément appelé Nadio. La courge est cultivée dans la majeure partie des régions du Sénégal : Kaolack, Kolda, Louga, Saint-Louis et surtout Tambacounda. Produites en saison des pluies ou par culture maraichère, les courges sont dans leur grande majorité, acheminées vers les marchés de Dakar et vers l’exportation.

Utilisations

Utilisation Alimentaire

Selon Achu et al., les graines de Cucurbitacées font partie des principaux ingrédients utilisés dans la préparation de sauces africaines qui complètent l’amidon (Achu et al., 2016). Au Sénégal, la pulpe reste la partie la plus consommée. Elle est utilisée comme les autres légumes dans la préparation des plats nationaux surtout à base du riz comme le riz au poisson, etc. Certaines ethnies, les Toucouleurs et les Bambaras, ont des plats traditionnels dans lesquels l’amande de la graine de courge est préparée sous forme des boulettes et ajoutée dans la sauce qui accompagne le couscous ou le riz.
Néanmoins, quelques vendeurs affirment que les graines sont demandées pour l’usage thérapeutique précisément contre le cancer de prostate.

Utilisation thérapeutique

Beaucoup d’auteurs ont rapporté que la graine de courge est la partie la plus utilisée à des fins thérapeutiques, tant dans leur intégralité que de par leur huile. Ainsi, les travaux, de Susan et al., ont montré des réductions significatives du risque de cancer de la prostate chez les hommes ayant une consommation accrue de vitamine C, de β-carotène, de lutéine, de lycopène, et de phytoestrogène. Ces éléments etant présents en quantités assez importantes dans les graines de courges (Susan et al., 2009). Le Cucurbita pepo a été recommandé dans la médecine traditionnelle iranienne pour le traitement du diabète, ainsi dans leur étude expérimentale sur les rats avec la poudre de citrouille ils ont constaté un effet protecteur contre les lésions hépatiques. Les graines de courges sont riches en huile 35%, les expériences conduites par Atef et al., ont montré que cette huile est un anti- inflammatoire. Une inhibition remarquable de l’œdème aux pattes a été observée par administration de l’huile de graines de courges (Atef et al., 1995 ; Younis et al., 2000 ; Asgary et al., 2010). L’huile de citrouille est généralement un produit naturel utilisé dans la médecine folklorique. Il a été démontré dans plusieurs pays que l’incidence de l’hypertension artérielle, de l’athérosclérose et de l’hypertrophie prostatique est réduit chez les personnes qui consomment régulièrement de l’huile de graine (Shobha, 2014 ; Atef et al., 1995).

Préparation des échantillons de Courge

Après séchage les graines de courge ont été repesées, ensuite décortiquées pour récupérer l’amande. Une masse de 20g d’amande est transformée en poudre.
Les graines congelées sont ramenées à la température ambiante avant d’être décortiquées. Une masse de 20g d’amande a été triturée.

Préparation des échantillons de Pastèque

Les pépins secs sont repesés, puis découpés et ensuite broyés en poudre. Les échantillons congelés sont ramenés à la température ambiante une fois sortis du congélateur, puis on pèse 10g par échantillons qui seront triturés

Dosage des protéines

Le dosage a été effectué sur la base de la méthode de Kjedhal.

Minéralisation

Une masse de 1 g d’échantillon est pesée, puis introduite dans un tube de minéralisation. On ajoute 15 ml de l’acide sulfurique et 1g de catalyseur. Les tubes étaient placés dans le bloc minéralisateur, puis l’appareil était mis en marche avec une température réglée à 350°C. La minéralisation dure 1h à 1h30 pour la courge et 2 h pour la pastèque. Après la minéralisation on laissait refroidir pendant une heure. Cette opération était répétée 3 fois sur le même échantillon (n=3).

Distillation

La méthode de distillation utilisée a été automatiquement enregistrée dans l’unité de distillation, de telle sorte que l’appareil ajoute 20 ml d’eau distillée et 20 ml de la lessive de soude dans le minéralisât. Ensuite, on place le tube contenant le minéralisât, et un erlenmeyer de 250 ml contenant la solution de l’acide borique à 4% et quelques gouttes d’indicateur coloré (Tashiro) qui colore la solution en rose et on démarre la distillation. Cette dernière s’effectuait pendant 4 mn, un délai déjà enregistré dans le distillateur. Après la distillation on recueille environ 200 ml de distillat, vert, dans l’erlenmeyer.

Titrage

Le distillat était titré avec la solution d’acide chlorhydrique à 0,5 N jusqu’à virage au rose pale, puis on relève le volume obtenu.
Expression des résultats
% Azote = ((V-V0) x N x 14)/PE x 100 V0= Volume titrage blanc en ml ;
V = Volume titrage échantillon en ml ;
ABDOUL WAHAB Abdoul Raouf Master APC&MQPSA 28
N = Normalité exacte de l’acide chlorhydrique ou sulfurique ;
14 = Masse molaire de l’azote en g/mol

Traitement des données

Les données ont été compilées avec Excel 2013 et les résultats présentés sous formes de moyenne de trois répétitions avec leur écart types. Les tests statistiques ont été faits avec le logiciel Origin 2016.

Courge

Selon Achu et al., la teneur en protéines dans les graines séchées de courge du Sénégal se situe entre (28 et 40,49%) (Ach et al., 2005). Ces résultats cadrent avec ceux obtenus dans notre étude. En effet, les graines de courge séchées aux marchées se retrouvent avec des teneurs de l’ordre de (37,85%), celle des graines séchées au laboratoire ont des taux de l’ordre de (34,01%). L’USDA confirme cet intervalle avec un taux de (30,33%) pour les graines séchées et décortiquées. Nos résultats avec les graines séchées sont conformes à ceux trouvés par Younis et al., dans leurs travaux sur les courges africaines avec près ±4% de différence pour la teneur que nous avons trouvée dans les graines séchées au laboratoire (Younis et al., 2000).
Pour les graines de courge du Sénégal que nous avons congelées, la teneur moyenne en protéines est de 27,18%. Ces résultats sont comparables à ceux publiés par Smith, rapporte des teneurs entre (26,6) et (27,1%) pour les graines de courge utilisées dans le repas (Smith, 2012).
Nos travaux montrent que la teneur en protéines est plus élevée dans les graines séchées aux marchés 37,85% que dans les graines séchées au laboratoire 34,01% et congelées 27,18%. Et les graines séchées au laboratoire 34,01% sont plus riches en protéines que les graines congelées 27,18%. Cette différence peut s’expliquée par la nature du sol, ou la teneur en eau. Toutefois nos résultats dans chacune des formes de traitements d’échantillons se sont rapprochés des résultats de publications antérieures.
Les graines de courge produites au Sénégal, présentent une quantité appréciable en protéines tout comme celles produites dans d’autres pays africains comme le Cameroun, 28 et 40,49% (Achu et al., 2005) et Zimbabwe, 32,86 (Kwiri et al., 2014) où la consommation de ces graines occupe une place primordiale dans l’alimentation. En plus, cette teneur est plus importante dans les graines séchées décortiquées, 34,01 à 37,85%, forme dans laquelle ces graines sont utilités.

Table des matières

INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
I LES PROTEINES
I.1 Définition
I.2 Origines et caractéristiques
I.3 Sources des protéines
I.4 Fonctions des protéines dans l’organisme
I.5 Acides aminés
I.6 Qualité des protéines
I.7 Besoins en protéines et en acides aminés
I.8 Méthodes de dosage de protéines
I.8.1 La méthode de Kjedhal
I.8.2 La méthode de Dumas
I.8.3 La méthode infrarouge
II PLANTES ETUDIEES
II.1 Pastèque
II.1.1 Etude botanique
II.1.2 Classification scientifique
II.1.3 Composition de la pastèque
II.1.4 Distribution géographique au Sénégal
II.1.5 Utilisations
II.1.5.1 Utilisation Alimentaire
II.1.5.2 Utilisation thérapeutique
II.2 La Courge
II.2.1 Etude botanique
II.2.2 Classification
II.2.3 Composition de la Courge
II.2.4 Distribution géographique
II.2.5 Utilisations
II.2.5.1 Utilisation Alimentaire
II.2.5.2 Utilisation thérapeutique
DEUXIEME PARTIE : ETUDE EXPERIEMENTALE
I Objectifs de l’étude
I.1 Objectif général
I.2 Objectifs Spécifiques
II Cadre de l’étude
III Type d’étude
IV METHOGOLOGIE
IV.1 Matériel
IV.1.1 Appareillage et verrerie
IV.1.2 Réactifs
IV.1.3 Matériel végétal
IV.2 Echantillonnage
IV.3 Traitement du matériel végétal
IV.4 Détermination de l’humidité
IV.4.1 Préparation des échantillons de Courge
IV.4.2 Préparation des échantillons de Pastèque
IV.5 Dosage des protéines
IV.5.1 Minéralisation
IV.5.2 Distillation
IV.5.3 Titrage
IV.6 Traitement des données
V Résultats
V.1 Echantillonnage
V.1.1 Pastèque
V.1.2 Courge
V.2 Détermination de l’humidité
V.2.1 Pastèque
V.2.2 Courge
V.3 Dosage
V.3.1 Pastèque
V.3.2 Courge
V.4 Test statistique
V.4.1 Courge
V.4.2 Pastèques
VI DISCUSSION
VI.1 Pastèque
VI.2 Courge
Conclusion
Références Bibliographiques

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