LES BOISSONS FERMENTEES TRADITIONNELLES

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Germination

La germination fait suite à l’étape de trempage, et elle se définit comme étant la désagrégation du grain avec la croissance de la plantule. La germination est amorcée par une teneur en eau minimale des graines de céréales permettant la production d’enzymes.
Les graines de céréales sont déposées sur un dispositif de germination de telle sorte que la température, de même que l’aération peuvent être contrôlées. Selon la technique, les graines peuvent former une couche de 2 à 3 cm et gardées recouvertes pendant 2 à 3 jours à température ambiante [9, 15] . Dans le cas de l’orge où les grains sont étalés sur des planchers de maltage à une profondeur de 10-20 cm pendant 3-5 jours à 16-19 °C [12]. Ces lits de grains sont aérés avec de l’air frais humide et tournés toutes les 8-12 h pour aider la respiration par le grain, maintenir son humidité et pour empêcher l’accumulation de chaleur.
La germination implique l’excroissance de la plantule et de la radicule du plant jusqu’à ce que des enzymes appropriées (amylases et protéases) aient été produites pour le malt [20].

Touraillage

Le touraillage implique le séchage du malt vert jusqu’à ce que les radicelles deviennent friables ou fragiles. Le touraillage a pour objectif d’arrêter la croissance des embryons et l’activité enzymatique, tout en minimisant la dénaturation enzymatique, et le processus développe l’arôme et la couleur (réactions de Maillard).
Dans le processus traditionnel africain de brassage, les grains de céréales (mil, sorgho) germés sont séchés sous le soleil et stockés sous protection pendant la nuit pour éviter la réhydratation. Généralement, cette étape de séchage prend 2-3 jours en fonction de l’intensité du soleil [12]. Dans le cadre du processus de maltage du sorgho, Novellie a préconisé le touraillage du malt à 50 °C [17]. En effet, le maltage en deux étapes, initialement à 55 °C et ensuite à 65 °C, réduisait de manière considérable l’humidité et donnait une teneur en sucre plus élevée aux malts [19]. Ainsi, le procédé de touraillage en deux étapes permet une augmentation de la résistance des enzymes hydrolytiques à la dénaturation par réduction de l’activité de l’eau ; et permet au malt d’acquérir sa saveur caractéristique.

Brassage

Le brassage est la phase d’extraction en solution des sucres fermentescibles, des acides aminés, des vitamines à partir de malt. Généralement, le malt fournit la plupart des matières fermentescibles et des enzymes suffisantes pour générer un milieu de fermentation bien équilibré. Le brassage débute par une étape de broyage [21], ou de mouture [22] afin d’obtenir une farine ou une semoule ; on y rajoute de l’eau pour amorcer une première extraction : c’est l’empâtage. Il s’agit d’une solubilisation des principes actifs de la farine de malt vers la phase aqueuse. Ce mélange subit une cuisson et différents procédés de purification (décantation, filtration) et séparation des drêches, pour aboutir au moût, prêt à être fermenté.
Dans le cas du Tchapalo à base de sorgho, la séparation du moût est accélérée par un ajout de solution de floculant végétal (Hibiscus esculentus) avant décantation et filtration [21]. Des agents de collage préparés à partir d’écorce de gombo, sont également utilisés pour la fabrication du Dolo de mil [22].
Le brassage revient principalement à la lyse des macromolécules en substances simples directement assimilables par les souches fermentaires. Cette dégradation de nature enzymatique concerne notamment la substance de réserve des céréales : l’amidon. L’amidon est un polymère de glucose constitué d’une chaine linéaire (amylose) et d’une chaine linéaire α 1-4 avec ramifications en α 1-6 (amylopectine). La dégradation de l’amidon en glucose se fait donc par deux enzymes spécifiques : α amylases et β amylases. En effet, l’amidon est d’abord attaqué par les amylases de type α, en ses chaines rectilignes d’amylopectine et d’amylose, pour donner des molécules intermédiaires appelées dextrines. Ces dextrines seront transformées à leur tour en maltose (diholoside). Le maltose donne enfin deux unités de glucose sous l’action de β amylase. Aucune des deux groupes d’enzymes n’est capable d’attaquer les liaisons 1-6 ce qui fait que l’amidon n’est jamais complètement transformé en sucres par les amylases au brassage. Ce qui caractérise entre autres les bières traditionnelles africaines où l’amidon est non seulement une source de sucre, mais aussi un agent épaississant et de suspension. L’amidon gélatinisé donne à la bière son corps crémeux caractéristique et maintient en suspension les particules de grain et de malt qui sont des constituants essentiels de la bière.
La principale limite des méthodes africaines de brassage est le faible taux de conversion des extraits d’amidon en sucres simples. Cette concentration en glucose serait imputée à la faible activité des β amylases, qui transforment le maltose en glucose [23]. Il serait également probable que la limitation de la production de maltose dans le malt (sorgho, millet) est relative à une gélatinisation inadéquate de l’amidon plutôt que des niveaux inadéquats d’enzymes hydrolytiques [24]. De plus, le brassage des bières traditionnelles est effectué à des températures très élevées et participent à la désactivation thermique des enzymes hydrolytiques (α amylase 70 °C ; β amylase 65 °C) nécessaires à la conversion de l’amidon en sucres fermentescibles [25].

Les bières traditionnelles africaines

Les bières traditionnelles africaines sont le plus souvent définies comme étant des boissons fermentées alcoolisées, caractérisées par leur forte acidité et leur aspect de bouillies fluides [32]. On distingue de nombreuses boissons alcoolisées appelées localement Tchoukoutou au Bénin et au Togo [26], Dolo au Burkina – Faso [33], Pito au Ghana, Burukutu ou Otika au Nigéria [34], Bili bili au Tchad [27], Ikigage au Rwanda [35].

Tchoukoutou

Tchoukoutou est une boisson alcoolique traditionnelle produite au Togo principalement à base de malt de sorgho. Mais d’autres sources d’amidon comme le mil ou le maïs peuvent être utilisés comme adjuvants ou comme substituts [26, 36]. Tchoukoutou se distingue du Tchapalo du Bénin, par son apparence et son goût. En effet, Tchoukoutou est une bière opaque (trouble) et acide tandis que le Tchapalo est une bière fluide claire et douce. Mais ils présentent néanmoins de fortes similitudes. En Côte d’Ivoire, la bière traditionnelle Tchapalo est généralement produite à partir du maïs, du mil et du sorgho [21].

Tchapalo

Le sorgho est utilisé dans la production des bières opaques traditionnelles et des boissons sans alcool dans les pays en voie de développement et jusque récemment, dans la production de la bière industrielle [38]. Au Bénin et à l’instar des autres pays de la sous-région, le sorgho est généralement transformé en une bière traditionnelle appelée Tchapalo [39]. En Côte d’Ivoire, cette bière traditionnelle est produite à partir de céréales comme le maïs, le mil et le sorgho [21]. Dans son processus technologique empirique intervient une double fermentation : une fermentation alcoolique à laquelle s’associe une fermentation lactique naturelle. Quelque fois, les bananes (Musa acuminata) peuvent aussi être associées comme sources d’hydrates de carbone directement assimilable et de plus en plus utilisées dans la production de boissons locales. Les bières ainsi obtenues sont instables à cause de la poursuite de la fermentation. Elles ne peuvent alors qu’être conservées au frais afin de réduire la prolifération microbienne [8]. La Figure 2 présente le processus de fabrication du Tchapalo.

Qualité hygiénique des bières traditionnelles africaines

La principale limite des bières traditionnelles africaines est la durée de conservation limitée due aux germes encore présents après les étapes de fermentation et de maturité. La confection de ces bières dépend du savoir-faire et des pratiques de la localité. Mais les différentes opérations unitaires ne sont pas maitrisées. Les bières à base de sorgho par exemple sont consommées alors qu’elles sont encore en fermentation. Le moût à partir duquel la bière est fabriquée n’est pas stérilisé avant l’addition de levure, et la boisson porte donc toujours une microflore résiduelle provenant principalement de ses ingrédients.
La fermentation amorcée lors de la préparation se poursuit jusqu’à la consommation. La bière résultante présente une qualité sanitaire douteuse du fait de la non maitrise des germes présents. On distingue généralement l’infection et la prolifération de levures et de bactéries à plusieurs niveaux [35]. Cependant, à la fin de la fermentation, les levures subissent une autolyse. Les nutriments sont donc facilement disponibles pour les micro-organismes contaminants qui augmentent rapidement et leurs métabolites changent la saveur de la bière. Les activités métaboliques des bactéries lactiques mésophiles sont principalement responsables de la détérioration. Ces bactéries, ainsi que d’autres bactéries indésirables (Acetobacter), produisent de l’acide acétique, des arômes volatils, des odeurs fruitées et des pellicules qui rendent le goût, l’odeur et la texture inacceptables pour les consommateurs [41].

LE CAS DU BOUMKAYE

Boumkaye est une boisson fermentée à base de mil (Pennisetum glaucum L.), très peu connu et circonscrit dans la région de Casamance au Sénégal. Cette boisson est surtout produite en présence des lianes d’une plante qui appartient au genre Abrus, et qui lui procure des vertus thérapeutiques.
Dans cette revue bibliographique sur le Boumkaye, la première partie concernait la présentation succincte des matières premières (le mil et les lianes d’Abrus pulchellus), et les différentes opérations unitaires relatives à la préparation de la boisson ont été déclinées dans une deuxième étape.

Le mil : Pennisetum glaucum L.

Description et Taxonomie

En Afrique, l’une de ces céréales les plus cultivées est le mil ou Pennisetum glaucum L. Il s’agit d’une plante annuelle de la famille des Poaceae (Graminées). Le mil est une grande graminée, de 1 à 3-4 m de haut. L’inflorescence est une panicule dense ou faux-épi, long de 20cm jusqu’à 1,5 m qui rappelle l’inflorescence des joncs, d’où son nom de mil à chandelle (Figure 3).

Principales caractéristiques

Le mil est une céréale, aux valeurs nutritionnelles supérieures à celles du riz et du blé, qui constitue le principal produit de la culture, et représente souvent la base de l’alimentation en zones rurales de l’Afrique [43]. C’est une culture vivrière de première importance en ce sens qu’il est consommé en période de grave pénurie alimentaire pendant la saison sèche, dans le sens de couvrir les besoins en micronutriments et en énergie.
Les graines de mil renferment des teneurs intéressantes en protéines, en fibres alimentaires ; et en composés glucidiques sous forme d’amidon [44] (Tableau II). Cette valeur importante en sucres sous forme de composés amylacés, plus de 70 g/100g par rapport à la matière sèche, justifie entre autres l’utilisation du mil comme matière pour la production de boissons alcoolisées. Fabrication qui se base principalement sur la conversion du glucose en éthanol.
Le mil propose des valeurs appréciables en minéraux essentiels : fer, magnésium, phosphore, calcium, potassium; mais également en acides aminés : le mil contient tous les acides aminés indispensables (Tableau II).

Utilisations

Le mil est une culture de première importance dans les régions sèches de l’Afrique et de l’Asie. En effet, il fait partie des plantes de la sécurité alimentaire, et l’une des rares cultures que l’on peut produire pour y survivre. Ailleurs sous certains climats et sous irrigations, il est possible d’obtenir deux récoltes successives durant l’année. Les graines de mil sont utilisées aussi bien pour l’alimentation humaine, que pour les animaux.
Le mil est l’aliment de base de plus d’une centaine de millions de personnes dans certaines parties de l’Afrique tropicale et de l’Inde. Les graines sont notamment réduites en farine après mouture et broyage. Cette farine est la base de nombreux mets à base de mil. Elle se consomme sous la forme d’une bouillie consistante ou d’un gruau en Afrique, ou d’un pain non levé : le « chappati » en Inde. En Afrique, il existe d’autres préparations telles que le couscous, des produits qui rappellent le riz, des amuse-gueules faits de mélanges avec des légumes secs. Dans d’autres préparations, ce sont les graines grillées que l’on utilise.
Les graines de mil sont largement utilisées dans la confection de boissons fermentées et non fermentées. C’est le cas de nombreux pays de l’Afrique de l’ouest où des « bières » locales font parties intégrantes des traditions du terroir, et consommées notamment lors des cérémonies familiales.

Abrus pulchellus

Les plantes médicinales sont des moyens utilisés par l’Homme pour lutter contre les maladies depuis l’aube des civilisations. Elles sont utilisées de façon continue pour le traitement de diverses maladies. Les plantes médicinales peuvent être source importante de substances chimiques inconnues avec des effets thérapeutiques avérés [46]. Parmi ces plantes, on en distingue celle du genre Abrus, dont l’espèce pulchellus est l’une des plus remarquables. Les travaux existants concernent généralement l’activité anti-cancérigène et anti-oxydante de l’espèce. Il existe quelques données botaniques mais qui doivent néanmoins être complétées pour une meilleure caractérisation de l’espèce pulchellus.

Description botanique et Taxonomie

Abrus pulchellus encore appelé Abrus fruticulosus est une liane grimpante à tige mince, légèrement poilue et jaune appartenant à la famille des Fabacées. Les feuilles sont pennées, alternes avec 6 à 10 folioles jumelés.
Les tiges sont courtes, lames oblongues ou ovales, de 0,5-3 x 0,3-1 cm, pouvant être blanches hérissées ou densément poilues. Les grappes de fleurs sont à la charge à l’aisselle des feuilles, 3 à 10 cm de long. Les fleurs de 3-9 mm sont denses. Le sépale est en forme de cloche, ou densément blanc gris. Les fleurs sont rose, violet ou rouge pourpre. Les graines sont brun-noir ou noir, brillantes légèrement lustrées, elliptiques ou ovoïdes, comprimées. Abrus pulchellus se trouve dans les régions tropicales Himalaya, l’Inde, Ceylan, l’Asie du Sud et de la Chine, à des altitudes de 200-1300 m.

Aspect socio-économique de la boisson boumkaye

Les bières de céréales africaines (sorgho, mil, maïs, etc.) ont des origines très anciennes. Elles sont largement utilisées dans cérémonies africaines telles que le mariage, la prière pour la pluie, la communication avec les ancêtres, les naissances, la remise d’une dot, la circoncision, les cérémonies funéraires [15, 28]. Par ailleurs, le Boumkaye à l’origine est préparé et utilisé en thérapie contre les fièvres et les maux de ventre. En effet, des renseignements ethnobotaniques et ethno taxonomiques révèlent qu’étymologiquement le nom local de A. pulchellus est « Kaboune » et signifie « médicaments » en langue Diola. Progressivement son usage s’est étendu lors des célébrations festives telles que les fêtes de récolte et d’initiation. De nos jours, le Boumkaye fait l’objet d’une activité lucrative dans les grandes villes et est consommé en dehors des périodes festives.

LES MATIERES PREMIERES

Le matériel végétal était constitué de la farine de mil et des lianes d’Abrus pulchellus. La farine a été obtenue après mouture des graines de mil. Les lianes provenaient de Baïla, dans le département de Bignona (région de Ziguinchor).

PROCEDE DE FABRICATION DE LA BOISSON BOUMKAYE

Le procédé de fabrication comporte trois parties majeures et distinctes : la production d’un extrait aqueux par macération des lianes d’Abrus pulchellus ; la préparation de la bouillie de mil et une dernière phase de fermentation pour en obtenir le Boumkaye.

L’extrait aqueux d’Abrus pulchellus

L’obtention de l’extrait (Figure 5) commence par une macération des lianes d’Abrus pulchellus (Figure 6a) pendant trois à quatre jours dans l’eau pour les ramollir et faciliter l’extraction des principes actifs. Les lianes ramollies sont ensuite triturées au mortier de façon ménagée puis trempées dans une bassine d’eau. Cette opération est répétée plusieurs fois afin d’en retirer suffisamment l’écorce (Figure 6b). L’extrait est ensuite filtré pour être utilisé lors de la phase suivante de préparation de la bouillie (Figure 6c).

ANALYSES PHYSICO-CHIMIQUES ET BIOCHIMIQUES

Les composantes alimentaires ont été déterminées sur la boisson Boumkaye préparée au laboratoire. Ces différentes analyses ont été réalisées dans le Laboratoire de Formation Continue en Industries Agroalimentaires (LFCIA) et le Laboratoire d’Analyses et Essais (LAE) de l’Ecole Supérieure Polytechnique de Dakar.

pH et acidité

Le pH traduit l’acidité ou l’alcalinité de la boisson. Autrement dit, le pH reflète le niveau de fermentation dans une bière, et est lié à la production d’alcool notamment. Dans les extraits, la méthode dédiée est le pH à 10 %. Il s’agit de peser une masse m (environ 10 g) et d’ajuster à 100 ml avec de l’eau distillée. Le pH de l’échantillon est alors évalué par lecture directe.
L’acidité titrable est la teneur en acides organiques et minéraux contenus dans un produit alimentaire et déterminée par titrage potentiométrique à l’aide d’une solution d’hydroxyde de sodium. Le dosage est effectué sur une masse m d’échantillon par une solution de soude 0,1 N jusqu’à pH 8,1.

Humidité

L’humidité est relative à la quantité d’eau contenue dans la boisson Boumkaye. La méthode consiste à la dessiccation d’une prise d’essai à l’étuve à 103 ± 2°C jusqu’à l’obtention d’une masse constante en termes de matière sèche.
?=100−?? ???? ??=???ℎ? ???−???.?×100 (1)
? : Humidité (g/100g) ;
?? : Matière sèche (g/100g) ;
???ℎ? ??? : Masse capsule + échantillon sec ;
?? : Masse capsule à vide ;
?.? : Prise d’essai (g).

Teneur en éthanol

L’éthanol, ou alcool éthylique (ou plus simplement alcool), est un alcool de formule semi-développée CH3-CH2-OH. C’est un liquide incolore, volatil, inflammable et miscible à l’eau en toutes proportions. C’est un psychotrope, et l’une des plus anciennes drogues récréatives, sous la forme de boisson alcoolisée.
On entend par éthanol, l’ensemble des alcools volatils dans les conditions de la méthode décrite. Cette teneur en éthanol va être exprimée en pourcentage massique. Le principe consiste à la séparation de l’éthanol par distillation, puis oxydation en milieu sulfurique par le dichromate de potassium. Puis on détermine l’excès de dichromate à l’aide d’une solution de sulfate de fer (II) et d’ammonium, en présence d’orthophénantroline ferreuse ou de diphénylaminosulfonate de baryum comme indicateur. La teneur en éthanol exprimée en g/100 g a été à l’aide de la formule (2).
?°= [(0,00342−0,11825∗ V.10−3)∗ ?∗ 46]0,78 (2)
?°: Teneur en éthanol (g/100 g) ;
d : Dilution ;
V : Différence de volume de sel de Mohr versé entre le blanc et l’échantillon (ml).

Sucres réducteurs

Un sucre réducteur est ose dont la fonction portée par le carbone anomérique est libre. Il s’agit de la fonction aldéhyde (aldoses) ou la fonction cétone (cétoses) qui n’est pas engagée dans une liaison sucre-sucre ou sucre-substance non glucidique.
Les sucres réducteurs sont évalués par dosage d’oxydo-réduction selon la méthode de Luff-Schoorl. En effet, les sucres réducteurs de la boisson sont oxydés à chaud par une solution cupro-alcaline (Luff-Schoorl) et l’excès de liqueur cuprique est titrée par iodométrie. Parallèlement, on titre la liqueur cupro-alcaline.
La teneur en sucres réducteurs, exprimée en mg pour 100 g de produit, est donnée par la relation :
?=?∗ 10025∗?∗ 100?.? (3)
? : Masse de sucre (en mg), correspondant à la différence de volume entre le blanc et l’échantillon (V0-V1) dans le tableau de Luff Schoorl ;
? : Facteur de dilution ;
?.? : Prise d’essai (en gramme).

Protéines

Les protéines sont des macromolécules biologiques constituées de l’enchaînement de résidus d’acides aminés liés entre eux par des liaisons peptidiques.
Les protéines ont été évaluées selon la méthode de Kjeldahl qui consiste en trois étapes : la minéralisation, la distillation et le dosage. La minéralisation est le passage de l’azote de la forme organique à la forme minérale par oxydation à ébullition avec de l’acide sulfurique (H2SO4) concentré, en présence de catalyseur. La distillation est effectuée par entrainement de l’ammonium (NH4+) en présence de soude, on cherche à transformer l’ammonium sous sa forme volatile, l’ammoniac (NH3). Toutefois, les vapeurs d’ammoniac vont être piégées par de l’acide borique. La troisième étape est le titrage de l’ammoniac par une solution titrée d’acide sulfurique.
La teneur en azote, N, exprimée en pourcentage en masse de produit sec, est obtenue à l’aide de l’équation : ?=(?1−?0)×?×0,014×100?×100100−? (4).
?0 : volume, en millilitres, de la solution d’acide sulfurique utilisée pour l’essai à blanc ;
?1 : volume, en millilitres, de la solution d’acide sulfurique utilisée pour la prise d’essai ;
0,014 est l’expression, en grammes, de la quantité d’azote équivalente à l’utilisation de 1 ml d’une solution d’acide sulfurique de normalité 1 (0,5 mol/l) ;
? : normalité de la solution d’acide sulfurique utilisée lors du titrage ;
? : masse, en grammes, de la prise d’essai ;
? : teneur en eau.

Table des matières

CHAPITRE I : SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE
I. LES BOISSONS FERMENTEES TRADITIONNELLES
I.1. Définitions
I.2. Maltage
I.3. Brassage
I.4. Fermentation
I.5. Les bières traditionnelles africaines
I.6. Qualité hygiénique des bières traditionnelles africaines
II. LE CAS DU BOUMKAYE
II.1. Le mil : Pennisetum glaucum L.
II.2. Abrus pulchellus
II.3. Aspect socio-économique de la boisson boumkaye
CHAPITRE II : MATERIELS ET METHODES
I. LES MATIERES PREMIERES
II. PROCEDE DE FABRICATION DE LA BOISSON BOUMKAYE
II.1. L’extrait aqueux d’Abrus pulchellus
II.2. Préparation et phase de fermentation
III. ANALYSES PHYSICO-CHIMIQUES ET BIOCHIMIQUES
III.1. pH et acidité
III.2. Humidité
III.3. Teneur en éthanol
III.4. Sucres réducteurs
III.5. Protéines
III.6. Polyphénols
III.7. Minéraux
IV. ANALYSES MICROBIOLOGIQUES
IV.1. Flore Mésophile Aérobie Totale (FMAT)
IV.2. Bactéries lactiques
IV.3. Levures et Moisissures
CHAPITRE III : RESULTATS ET DISCUSSION
I. EVALUATION PHYSICO-CHIMIQUE DU BOUMKAYE
II. EVALUATION MICROBIOLOGIQUE DU BOUMKAYE
CONCLUSION ET PERSPECTIVES
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

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