Fortification protéique des fruits tropicaux

La malnutrition chronique touche un enfant sur deux à Madagascar, 13% des enfants malgaches sont atteints de malnutrition aiguë, tandis que 42% des enfants et 21% des femmes en âge de procréer souffrent d’insuffisance pondérale. Ainsi la prévalence de la malnutrition protéino-énergétique (MPE) est très élevée (ONN, Politique nationale de nutrition, 2004). Cette malnutrition protéino-énergétique est souvent associée à la carence en micronutriments, elle est d’autant plus aggravée par l’insécurité alimentaire ainsi que par les habitudes alimentaires inappropriées.

Plusieurs stratégies ont été élaborées afin de combattre la malnutrition et la carence en micronutriments : diversification alimentaire, iodation et fluoration du sel alimentaire, fortification en vitamine A de l’huile alimentaire, supplémentation en fer et acide folique et en vitamine A des populations vulnérables (ONN, Politique nationale de nutrition, 2004). De nombreux organismes (Gret, Nutrimad, ONN,…) oeuvrent depuis quelques années pour la lutte contre la MPE des enfants et des femmes allaitantes en introduisant des protéines végétales (légumineuses…) dans leur alimentation.

LES ALIMENTS 

L’aliment, par la satisfaction du besoin physiologique d’apaiser la faim, est toute matière qui sert par ingestion à l’entretien et au développement de l’organisme. L’aliment est une matière – en général naturelle et complexe – qui contribue aux besoins de l’organisme (en substances, chaleur, énergie), donc à entretenir la vie, et qui répond aussi à des désirs, qui fait plaisir, qui entre dans des coutumes (les repas familiaux, les banquets…), qui possède une signification symbolique (la communion, le partage fraternel du pain) (MULTON, 2002). Les aliments sont consommés en raison de leur valeur d’apport énergétique et/ou de matière, mais aussi en raison de leurs qualités organoleptiques (DUPIN et al, 1992).

LES NUTRIMENTS, LA NUTRITION, LES BESOINS NUTRITIONNELS 

La nutrition est la science traitant des nutriments et des autres substances alimentaires, ainsi que de leur assimilation par l’organisme. Les nutriments sont des substances alimentaires résultant de la digestion des aliments sous l’action des sucs digestifs (COMELADE, 1990). Ces nutriments peuvent être assimilés par les cellules sans subir d’autres transformations digestives. A partir des nutriments et de l’oxygène qu’elle reçoit, chaque cellule devient une petite usine produisant de l’énergie qui lui est nécessaire pour vivre (CRAPELET et al, 1995).

Les protéines

Présentes chez tous les êtres vivants, des bactéries à l’homme, les protéines sont de très gros polymères formés à partir de seulement 20 monomères différents. Ces monomères sont des α-aminoacides qui s’unissent par des liaisons peptidiques pour former des chaînes polypeptidiques linéaires. Les acides aminés peuvent être synthétisés par l’organisme, sauf ceux dits « indispensables » qui doivent être apportés par l’alimentation. Ils sont au nombre de 8 pour les adultes : le tryptophane, la phénylalanine, la méthionine, la leucine, la lysine, l’isoleucine, la valine et la thréonine ; l’histidine et l’arginine complètent cette liste pour les enfants. Les protéines sont des éléments de construction et d’entretien : elles sont nécessaires en tant que substances azotées pour la croissance et les réparations de l’organisme, pour la reproduction (DUPIN et al, 1992). Le besoin fondamental en protéines est d’ordre qualitatif et quantitatif. La moitié des protides dans les organismes en voie de croissance, et le tiers chez l’adulte doivent être apportés par des protides d’origine animale (COMELADE, 1990). Il est conseillé que les 12 à 15% de l’apport énergétique total soient d’origine protéique L’apport protéique de sécurité ou besoin moyen des enfants et adolescents varie de 17,5g à 56g par jour de protéine de bonne qualité (protéines du lait ou œuf) selon l’âge, le poids et le sexe de l’enfant ou l’adolescent (FAO, OMS-1986). L’apport protéique de sécurité des adultes est de 0,75g de protéines de bonne qualité /Kg de poids/jour (OMS- 1986).

A Madagascar, l’apport énergétique des protéines dans la consommation alimentaire est faible (8%) par rapport aux valeurs recommandées (12 à 15%) (SECALINE, 1996). 1g de protéine fournit 4Kcal.

Les lipides 

Les substances naturelles insolubles dans l’eau, mais solubles dans certains solvants organiques tels que le méthanol, le chloroforme, l’acétone sont regroupées sous le nom de lipides (WEINMAN & MEHUL, 2004). Ils constituent les matières grasses des aliments (WEIL, 1994). On classe les lipides en fonction de leur nature chimique et du rôle qu’ils tiennent dans la structure et le fonctionnement des organismes. On distingue les lipides de réserve (huiles et graisses) représentant une importante réserve d’énergie, les lipides membranaires ou de structure (phospholipides et sphingolipides), les lipides fonctionnels présents en quantité moindre (sels biliaires, les hormones stéroïdes…) (WEINMAN & MEHUL, 2004). 1g de lipide fournit 9Kcal. L’apport en lipides doit être de 30 à 35% de l’apport énergétique total.

Les glucides 

Les glucides regroupent certaines substances naturelles qui, au moins pour celles qui sont hydrosolubles, ont une saveur sucrée. Ils sont aussi appelés hydrates de carbones en raison de leur formule élémentaire Cn(H2O)n, sucres ou encore saccharides. On distingue les glucides, avec les oses simples ou monosaccharides tels que le glucose ou le fructose, les oligosides ou oligosaccharides tels le maltose et le saccharose, les polyosides tels que l’amidon ou la cellulose, les glycoconjugués comme les protéoglycanes et glycolipides (WEINMAN & MEHUL, 2004).

Les glucides jouent à la fois un rôle structural et métabolique. Ils sont la principale source d’énergie pour les organismes vivants et sont les biomolécules les plus abondantes de la planète (WEINMAN & MEHUL, 2004). A Madagascar, l’apport énergétique des glucides (82,47%) est nettement supérieur aux besoins de références (50 à 55%) (SECALINE, 1997). Le besoin quotidien en glucides est de 5 à 7g/ kg de poids par jour selon les individus (COMELADE, 1990). 1g de glucide fournit 4Kcal.

Les glucides comportent 2 groupes :
– les sucres assimilables : très faciles à digérer. Ce groupe comprend : les sucres simples ou oses directement assimilables par l’organisme ; les polymères d’oses assimilables après l’action des enzymes digestives (saccharose, maltose, amidon…)
– les sucres non assimilables non digestibles : Ce sont les substances constitutives des parois cellulaires des végétaux (cellulose, hémicellulose, lignine…). Elles ne sont pas hydrolysables par les enzymes présents dans le tube digestif de l’homme donc non assimilables (ONU, 1957).

Les sucres indigestibles sont inclus dans les fibres alimentaires et ne sont pratiquement pas absorbables. Cependant, elles interviennent de façon importante dans la régulation des fonctions digestives (DUPIN et al, 1992).

Parmi les fibres, on distingue les pectines présentes dans les fruits, permettant leur gélification lors de la fabrication des pâtes de fruits, des confitures, des gelées et des marmelades. Elles représentent un des constituants majeurs des parois végétales et leur quantité varie selon l’état de maturation des fruits. Les pectines sont constituées d’acides Dgalacturoniques liés en α (1-4) (JEANTET et al, 2007). Ce sont des macromolécules de poids moléculaire compris entre 30000 et 300000 d’origine exclusivement végétale. Les pectines présentent en solution diluée et à haute température des chaînes hélicoïdales lâches, qui au cours du refroidissement peuvent s’associer pour former des doubles et triples hélices par liaisons hydrogènes et constituer des réseaux gélifiés (ADRIAN et al, 1991).

Les pectines peuvent former deux types de gels selon leur degré d’estérification ou de méthoxylation (DM= pourcentage molaire de fonctions carboxyliques méthoxylées) :
– les pectines hautement méthoxylées (HM), avec un DM supérieur à 50, gélifient en milieu acide (2,8<pH<3,4) en présence d’une forte concentration en sucre ou de 63 à 80% de matières sèches solubles. Dans ce cas, le degré d’hydratation est réduit par l’addition de sucre et la charge électrique est diminuée par apport d’ions H+ . Les liaisons qui s’établissent sont des liaisons hydrogènes. Les gels ainsi obtenus sont appelés gels plastiques (cas des confitures, gelées, marmelades…).
– les pectines faiblement méthoxylées (LM), avec un DM inférieur à 50, gélifient en présence d’ions calcium à pH proche de la neutralité et en présence d’une moindre quantité de sucre. Les liaisons qui s’établissent sont des liaisons ioniques assurées par les cations bivalents (Ca++). Les gels ainsi obtenus sont des gels élastiques (cas des yaourts).

Les vitamines 

Il s’agit de molécules très variées dont notre organisme a un besoin faible mais constant pour réaliser toutes les réactions chimiques cellulaires qui sont la base de son fonctionnement. Cependant, à la différence des plantes ou certaines espèces animales, l’homme n’est pas capable de les synthétiser ou alors en quantité faible et insuffisante, par exemple la vitamine K. Les vitamines ne sont ni une source d’énergie, ni des « briques structurales ». Ces micronutriments, peu métabolisés puis excrétés dans l’urine, sont de catalyseurs ou des régulateurs des réactions cellulaires (DUPIN et al, 1992).

Les éléments minéraux 

Les éléments minéraux ne sont pas dégradables au sein de l’organisme. Ils (macro- et oligo-éléments) ne sont pas sources d’énergie, mais sont souvent incorporés dans les structures cellulaires (les membranes cellulaires, la structure des os notamment). D’autre part, de très nombreux minéraux sont indispensables à l’activité des hormones et surtout des enzymes. A cet égard, ils jouent le rôle de nutriments catalytiques (DUPIN et al, 1992). Calcium (Ca), phosphore(P), magnésium (Mg), sodium (Na), potassium (K), chlore (Cl), soufre (S) sont les macroéléments tandis que le fer (Fe), iode (I), cuivre (Cu), manganèse (Man), zinc (Zn)… constituent les oligoéléments (COMELADE, 1990). Ces éléments minéraux sont fournis par l’alimentation.

L’eau, l’activité de l’eau (aw) 

L’eau est un composant important de notre alimentation et fait partie de tous les tissus vivants animaux et végétaux. Dans les cellules vivantes, l’eau participe à plusieurs réactions biochimiques. Ainsi la teneur en eau des produits alimentaires joue un rôle déterminant durant leur conservation. En effet, une partie de l’eau contenue dans le produit alimentaire n’est pas disponible pour des réactions. En réduisant la teneur en eau disponible, c’est-à-dire en abaissant aW, on améliore la stabilité microbienne du produit car les micro-organismes ne peuvent pas se multiplier en absence d’eau. La teneur en eau disponible est donc un facteur primordial ; il représente l’activité (chimique) de l’eau ou aW (NOUT et al, 2003).

Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
GENERALITES
I. LES ALIMENTS
II. LES NUTRIMENTS, LA NUTRITION, LES BESOINS NUTRITIONNELS
2.1. Les protéines
2.2. Les lipides
2.3. Les glucides
2.4. Les vitamines
2.5. Les minéraux
2.6. L’eau, l’activité de l’eau
III. LES FACTEURS ANTINUTRITIONNELS ET LEURS EFFETS SUR LA NUTRITION
IV. LA FORTIFICATION ALIMENTAIRE
4.1. Définition
4.2. Choix du fortifiant et de l’aliment véhicule
V. PRESENTATION DU MATERIEL VEGETAL
5.1. L’ananambo
5.1.1. Historique
5.1.2. Systématique
5.1.3. Description botanique
5.1.4. Ecologie
5.1.5. Préparation culinaire des feuilles
5.2. La papaye
5.2.1. Historique
5.2.2. Systématique
5.2.3. Description botanique
5.2.4. Ecologie
5.2.5. Utilisation des fruits
5.3. Le tamarin
5.3.1. Historique
5.3.2. Systématique
5.3.3. Description botanique
5.3.4. Ecologie
5.3.5. Utilisation des fruits
MATERIELS ET METHODES
I. ANALYSES NUTRITIONNELLES
1.1. Les matières premières
1.1.1. La papaye
1.1.2. Le tamarin
1.1.3. Le sucre
1.1.4. Le citron
1.1.5. L’ananambo
1.2. La matière transformée
1.2.1. La pâte de papaye
1.2.2. La pâte de tamarin
1.2.3. Choix des produits finis
1.3. Echantillonnage et préparation des extraits bruts pour analyse
1.4. Analyse des différents échantillons
1.4.1. Humidité
1.4.2 Mesure du pH
1.4.3. Détermination de la teneur en lipides totaux
1.4.4. Détermination de la teneur en protéines totales
1.4.5. Dosage des protéines solubles par la méthode de Folin-Lowry
1.4.6. Détermination de la composition en acides aminés
1.4.7. Détermination de la teneur en glucides totaux
1.4.8. Détermination de la teneur en sucres simples par la méthode à l’anthrone
1.4.9. Détermination de la teneur en fibres
1.4.10. Dosage des éléments minéraux
1.4.11. Détermination de la valeur énergétique des échantillons
1.4.12. Etude des facteurs antinutritionnels
II. ANALYSES MICROBIOLOGIQUES
2.1. Echantillonnage
2.2. Préparation de la suspension mère (NFV 08 002)
2.3. Préparation des dilutions (NF V08-010)
2.4. Dénombrement d’Escherichia coli (V 08 053)
2.4.1. Principe
2.4.2. Mode opératoire
2.5. Recherche de Salmonella (V 08-052)
2.5.1. Préparation de l’échantillon
2.5.2. Pré-enrichissement sur RAPPAPORT-VASSILIADIS
2.5.3. Culture sur HEKTOEN ENTERIC AGAR
2.6. Dénombrement des FAMT (NF V 08- 060)
2.6.1. Principe
2.6.2. Mode opératoire
2.7. Dénombrement de Staphylococcus aureus (NF V 08- 057-1)
2.8. Dénombrement de Streptococcus faecalis : Méthode interne selon Slanetz et Bartley
2.8.1. Principe
2.8.2. Mode opératoire
2.9. Dénombrement des coliformes
2.9.1. Recherche des coliformes totaux (NF V 08-060)
2.9.2. Recherche des coliformes fécaux (NF V 08-050)
2.10. Mode de calcul pour le cas d’un dénombrement (ISO 7218, mai 1996)
III. ANALYSES SENSORIELLES
3.1 Jury de dégustation
3.1.1. Le choix du jury
3.1.2. Elaboration du panel de dégustation
3.2. Analyse descriptive
3.2.1. Déroulement des séances
3.2.2. Recherche du plus grand nombre de descripteurs
3.2.3 Premier tri (tri qualitatif)
3.2.4. Deuxième tri (tri quantitatif)
3.2.5. Troisième tri (tri statistique)
3.2.6. Entraînement du jury à l’emploi de la liste réduite
3.2.7. Elaboration de profil
3.3. Epreuve hédonique
RESULTATS
I. ANALYSES NUTRITIONNELLES
1.1. Humidité
1.2. Mesure du pH
1.3. Détermination de la teneur en lipides totaux
1.4. Détermination de la teneur en protéines totales et protéines solubles
1.5. Détermination de la composition en acides aminés
1.6. Détermination de la teneur en glucides totaux et sucres simples
1.7. Détermination de la teneur en fibres
1.8. Dosage des éléments minéraux
1.9. Détermination de la valeur énergétique
1.10. Etude des facteurs antinutritionnels
II. ANALYSES MICROBIOLOGIQUES
III. ANALYSES SENSORIELLES
3.1. Jury de dégustation
3.2. Analyse descriptive
3.2.1. Génération des descripteurs
3.2.2. Elaboration de profils sensoriels
3.3. Epreuve hédonique
3.3.1. Pâte de papaye additionnée de poudre d’ananambo
3.3.2. Pâte de tamarin additionnée de poudre d’ananambo
IV. COUT DE FABRICATION DES PATES DE FRUITS
DISCUSSIONS ET CONCLUSIONS
I. ANALYSES NUTRITIONNELLES
1.1. Humidité
1.2. Mesure du pH
1.3. Détermination de la teneur en lipides totaux
1.4. Détermination de la teneur en protéines totales et protéines solubles
1.5. Détermination de la composition en acides aminés
1.6. Détermination de la teneur en glucides totaux et sucres simples
1.7. Détermination de la teneur en fibres
1.8. Dosage des éléments minéraux
1.9. Détermination de la valeur énergétique
1.10. Etude des facteurs antinutritionnels
II. ANALYSES MICROBIOLOGIQUES
III. ANALYSES SENSORIELLES
IV. COUT DE FABRICATION DES PATES DE FRUITS
CONCLUSION GENERALE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES

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