Impact de la fermentation sur les propriétés antioxydantes, anti-inflammatoires et immunomodulatrices du cacao

Le chocolat obtenu à partir des fèves du cacaoyer est l’un des aliments les plus consommés dans le monde. Des études de plus en plus nombreuses indiquent que le cacao et les polyphénols qu’il contient exercent une activité bénéfique sur la santé en intervenant dans des pathologies chroniques comme l’hypertension, l’athérosclérose, le diabète de type II et le syndrome métabolique (Smet) (Hossain et al., 2002 ; Kwon et al., 2007 ; Williamson, 2013 ; Cordero-Herrera et al., 2015 ; Litterio et al., 2015 ; Basu et al., 2015 ; Strata et al., 2016 ; Kim et al., 2016 ; Kamio et al., 2016 ; Cremonini et al., 2016). Ces pathologies ont en commun un état inflammatoire chronique, impliquant le système immunitaire et en particulier, les macrophages. Le cacao possède également des activités immunomodulatrices sur les cellules immunitaires in vitro et in vivo dans des pathologies auto-immunes ou allergiques, suggérant un rôle bénéfique dans ces maladies, liées à une dérégulation du système immunitaire et à une inflammation chronique (Zanotti et al., 2015 ; Grassi et al., 2015 ; Dragan et al., 2015 ; Guan et al., 2016). Ces effets sont en partie liés aux propriétés antiinflammatoires et immunomodulatrices des polyphénols présents dans le cacao, en particulier les flavonols et les procyanidines. Alors qu’il existe de nombreuses études montrant l’impact important de la fermentation sur la composition chimique (diminution de 90% la teneur en polyphénols) (Camu et al., 2008 ; Hurst et al., 2011 ; Afoakwa et al., 2012 ; Oracz et al., 2015 ; Albertini et al., 2015 ; Cruz et al., 2015 ; Brito et al., 2017 ; Pedan et al., 2017) et les qualités organoleptiques du cacao, il en existe peu concernant l’impact de ce procédé de transformation sur ces effets biologiques. Il nous semble important de connaitre l’impact de ce process sur la teneur et / ou la composition des polyphénols ainsi que sur les activités biologiques associées. La production par les macrophages de cytokines inflammatoires (interleukine-1 ; interleukine-6 ; le facteur de nécrose tumorale (TNF-α) est une étape critique dans le déclanchement et le maintien de l’inflammation. Cette inflammation peut être contrebalancée par la production des cytokines ayant des effets opposés comme l’interleukine-10, le Transforming Growth Factor-β (TGFβ) ou l’interleukine-4. Les polyphénols du cacao exercent des effets significatifs sur la production de ces cytokines, une action anti-inflammatoire majeure sur la production de TGFβ (Sies et al., 2005 ; Selmi et al., 2008 ; Ramino-puig et castell, 2009 ; Schinella et al., 2010 ; Andújar et al., 2012 ; Becker et al., 2013). Des médiateurs proinflammatoires libérés par les macrophages (NO ; TNF-α) ; prostaglandines et espèces réactives d’oxygène sont également diminués. Ces effets sont en partie liés aux polyphénols, qui en régulant le système redox de la cellule, inhibent le facteur de transcription nuclear factor-kappa B (NF-κb) impliqué dans les processus inflammatoires. Ainsi la modulation de son activation est une cible potentielle pour réduire les réponses inflammatoires. Ce travail de recherche s’inscrit dans une démarche générale de recherche d’aliments fonctionnels, aliments qui procurent, au-delà des fonctions nutritionnelles de base, des bienfaits physiologiques réduisant le risque de maladies chroniques. Ce travail a pour object :

– Mettre en évidence de l’impact de la fermentation du cacao sur certaines propriétés biologiques du cacao
– Etablir une corrélation entre les modifications de composition en métabolites secondaires et variations biologiques.

Les différents échantillons de cacao sont fournis par le Centre de coopération internationale en recherche agronomique pour le développement (CIRAD) ; station de Guyane. À partir de la matière première, différents échantillons sont préparés (fermentés et non fermentés). Les échantillons sont délipidés suivis d’une extraction des polyphénols totaux et d’une caractérisation physico-chimique de la composition des différents extraits. Les activités antioxydantes, antiinflammatoires et immunomodulatrices des différents échantillons in vitro sont effectuées.

Le cacaoyer (Theobroma cacao L.) est l’arbre qui produit les graines (fèves) à l’origine du cacao après transformation. Le nom de genre : « Theobroma » signifie «nourriture des dieux ». Elle se décompose comme suit : « broma » signifie nourriture et « Theo » dieu. Ces deux termes sont des mots Grecs. Le mot cacao est un dérivé du mot « xocolatl » (aztèque) avec « Xococ » qui veut dire « amer » et « atl » qui fait allusion à l’eau (Colombo et al., 2012). La famille botanique du cacao est de nos jours connu sous le nom de malvaceae (Colombo et al., 2012). Cette culture est originaire du Mexique et de certains pays de l’Amérique central et du sud. Elle intéresse de nos jours tous les pays du globe en particulier les pays du continent Africain. Le cacao du Brésil est classé parmi les plus importants avec 230 000 tonnes sur le plan mondial, la Côte d’Ivoire restant le premier producteur mondial. Les trois principales variétés de cacao sont Criollo, Forastero et Trinitario (Colombo et al., 2012). La dernière variété (Trinitario) est issue d’un croisement des deux premières (Criollo et Forastero). Ces trois variétés sont les plus cultivées dans le monde.

La variété Criollo comprend le cacao de la cordillère des Andes, la variété Porcellena et le cacao (Chuao, Ocumare et Cuyagua) des autres régions de la côte du Venezuela précisément d’Aragua (Gutiérrez et Pérez, 2015). Appartenant au sous-groupe des Amelona (cacaoyers d’origine vénézuélienne et introduit également en Guyane) la variété criollo fut cultivée pour la première fois dans un pays de l’Amérique du sud précisément dans l’île de Trinité au large du Venezuela. De nos jours, les plantations de ce groupe sont rencontrées principalement au Brésil, Mexique, Cameroun, Venezuela, Antilles et à Madagascar. Les pays comme la République Dominicaine, le Pérou, la Colombie et la Nouvelle-Guinée en sont aussi des pays producteurs.

Certains pays comme ceux de l’Amérique centrale sont également de fortes zones de production. Les sous variétés les plus cultivées sont Ocumare 61 et Chuao (Badrie et al., 2015). Par ailleurs, Porcellena est la souche pure de la variété Criollo (Badrie et al., 2015). L’isthme de Panama a servi de point de référence pour faire la différence entre les différentes sous variétés de Criollo cultivées en Amérique centrale (Badrie et al., 2015).

Les variétés Criollo et Forastero ont connu une expansion à travers certains pays de l’Amérique du Sud. Les études de Badrie et al., (2015) rapportent que les humains sont à l’origine de cette expansion.

En 1825, la variété Forastero fut désignée par le terme « étranger » au Venezuela pour distinguer une variété de cacao introduite dans l’île de Trinité (Badrie et al., 2015). Par ailleurs la variété rencontrée dans le nord de l’Equateur et connue sous le nom de cacao Nacional est la variété Forastero (Oracz et al., 2015). Cette variété est cultivée dans certains pays de l’Afrique de l’ouest. Elle est également cultivée au Brésil et en Equateur. Cette variété cultivée dans ces régions est la plus proche de la variété Forastero originale du Venezuela. La variété forastero est constituée de plusieurs sous-variétés à savoir Angoleta, Cundeamor, Amelonado et Calabacillo. Comme annoncé plus haut, Trinitario est un groupe obtenu par croisement des deux autres variétés. Selon les études de Wood et Lass, (2001) cette variété est rencontrée dans des régions telles que l’Amérique centrale, la Papouasie Nouvelle-Guinée et les caraïbes. Appelée aussi Deltano, Trinitario est le principal type de cacao rencontré dans des plantations de certains états du Venezuela précisément au Miranda et l’Aragua. L’élaboration de cette variété s’est produite principalement en Basse-Amazonie.

Table des matières

Introduction
1. Généralité sur le cacao
1.1. Classification botanique
1.2. Génétique
1.3. Morphologie de la plante
1.4. Physiologie de la plante
1.5. Morphologie du fruit (pré- & post-récolte)
2. Usages et transformation du cacao
2.1. Usage traditionnel
2.2. Consommation
2.3. Procédés de transformation
3. Chimie du cacao
3.1. Macro et micro-composés présents dans le cacao
3.2. Composition nutritionnelle
3.2.1. Lipides
3.2.2. Fibres
3.2.3. Glucides
3.2.4. Protéines et acides aminés
3.2.5. Minéraux
3.3. Polyphénols
3.3.1. Présentation générale
3.3.2. Polyphénols du cacao
3.3.2.1. Flavonoïdes
3.3.2.1.1. Flavanols
3.3.2.1.2. Procyanidines
3.3.2.1.3. Anthocyanes
3.4. Xanthines
Conclusion

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