METHODES D’ANALYSES NUTRITIONNELLES DES GRAINES

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L’amidon

L’amidon est la principale réserve glucidique des végétaux ; il est surtout abondant dans les racines, les tubercules et les graines. Son principal intérêt nutritionnel est expliqué par le fait que c’est un glucide dont la dégradation intestinale est lente, libérant du glucose, principale source d’énergie de l’organisme.

Définition

L’amidon est composé de glucanes différents : l’amylose, polymère linéaire (non branché) constitué de résidus αD-glucopyranose liés par des liaisons α-1,4 (liaison avec l’oxygène glucosidique en position axiale) et l’amylopectine, polymère fortement branché (constitué de résidus αD-glucopyranose liés par des liaisons α. Les liaisons glucosidiques sont α-1,4 sauf aux points de branchement où elles sont α-1,6(Monnet, 2008).

Intérêts de l’amidon

L’amidon est un glucide dont la dégradation intestinale est lente, libérant à terme du glucose, principale source d’énergie des organismes (Boursier, 2005). Il s’agit d’un composé nutritionnel abondant, peu coûteux, qui trouve dans la préparation des aliments de multiples fonctions : épaississante, gélifiante, liante sous sa forme d’empois. Il est également utilisé dans de nombreux secteurs industriels non-alimentaires : production papetière, industrie pharmaceutique, textile, cosmétique (Lafargue, 2007). Il est devenu également ces dernières années une matière première intéressante pour la production de bioéthanol, un carburant utilisé dans les moteurs à essence.

Propriétés de l’amidon

L’amidon natif ne trouverait que peu d’applications dans l’industrie si on n’utilisait pas des traitements hydrothermiques ou thermo-mécaniques permettant de détruire sa structure granulaire. L’amidon est insoluble dans l’eau à température ambiante. A des températures plus élevées, le grain d’amidon passe par différents états caractéristiques (Lafargue, 2007). A température ambiante, l’humidité relative de l’air influence la cristallinité, indiquant par-là la perméabilité du grain vis-à-vis de l’eau ‘’phénomène de sorption’’. A une température supérieure à 60°C, le ‘’phénomène d’empesage’’ intervient. Enfin, en revenant à température ambiante, il y a gélification par rétrogradation de l’amidon (Monnet, 2008).

Les facteurs antinutritionnels (FAN)

Les facteurs antinutritionnels sont définis comme toutes substances susceptibles de réduire la disponibilité d’un nutriment sur son site d’utilisation cellulaire. On peut les classer en fonction du type de nutriments avec lesquels ils interfèrent (Derache, 1994). Ces substances bloquent l’utilisation digestive ou métabolique des nutriments après ingestion. A la suite de consommation répétée de certains aliments, ils peuvent générer des effets secondaires néfastes pour l‘organisme (Besançon, 1978). On peut les classer en deux catégories : ceux existant naturellement dans les plantes et ceux dus à une contamination d’origine fongique ou liée au sol ou à d’autres facteurs environnementaux. Ces facteurs modifient généralement la valeur nutritionnelle des graines (Lestienne, 2004).

Les différents facteurs antinutritionnels

Les facteurs antinutritionnels dans les graines sont nombreux et de différentes natures. Seront relatés dans le présent document, ceux qui ont fait l’objet d’évaluation dans les échantillons étudiés.

Lesphytates (IP6)

L’acide phytique ou myo-inositol 1, 2, 3, 4, 5, 6 hexakis – dihydrogène phosphate est présent dans les grains de céréales et les graines de légumineuses.
Il chélate les éléments minéraux, spécialement le calcium, le magnésium, le fer et le molybdène. Ainsi, il est responsable de la réduction de la biodisponibilité de ces minéraux, formant un complexe insoluble pendant la digestion et interférant l’absorption de ces minéraux donc leur utilisation par l’organisme.
Il peut aussi former un complexe avec les protéines, les protéases et les amylases du tractus intestinal, inhibant ainsi la protéolyse (Ramakrishna et al., 2006).Il peut également interagir avec l’amidon, soit directement par formation de liaison hydrogène avec le groupement phosphate, soit indirectement par l’intermédiaire des protéines, réduisant aussi la solubilité et la digestibilité de l’amidon(Andriantsoa , 2006).

Les composés phénoliques

Les composés phénoliques regroupent un vaste ensemble de substances chimiques comprenant au moins un noyau aromatique, et un ou plusieurs groupes hydroxyle, en plus d’autres constituants (Salunkhe, 1990). Ils constituent une famille de molécules largement présente dans le règne végétal et sont caractérisés par la présence de plusieurs groupements phénoliques associés en structures plus ou moins complexes généralement de haut poids moléculaire. Ils sont responsables de l’amertume et de l’astringence de plusieurs aliments (Bravo, 1998). Les polyphénols sont communément subdivisés en phénols simples, acides phénols (dérivés de l’acide benzoïque ou cinnamique), en coumarines,en quinones, en flavonoïdes et en formes polymérisées : lignines, tanins (Kansole , 2009).

Les tanins condensés

Les tanins condensés, appelés aussi proanthocyanidines, sont largement répandus dans l’alimentation humaine (fruits, légumes, thé, dattes, …). Ce sont des oligomères ou polymères de flavan-3-ols qui ont la propriété de libérer des anthocyanes en milieu acide à chaud par rupture de la liaison inter-monomérique (Porter et al., 1986). Ils ne s’hydrolysent pas sous l’action des acides minéraux dilués mais forment à l’ébullition des composés insolubles appelés phlobaphènes ou rouge de tanins (Guignard, 1996).

Détermination de la teneur en cendres

o Principe.
L’incinération des échantillons se fait à une température de 550°C. Les substances organiques sont transformées en H2O et CO2, et le reste constitue les cendres brutes formées d’éléments minéraux (Multon, 1991).
o Mode opératoire.
Une quantité de 5g de farine est mise dans une capsule d’incinération préalablement tarée, puis dans le four à moufle dont la température est réglée à 550°C. Après 5 h d’incinération, les capsules contenant les cendres brutes sont refroidies et pesées.
La teneur en cendres brutes, C%, exprimée en g pour 100 g de matière brute, est calculée comme suit : ۱% =0.
où m0 : masse de la capsule vide
m1 : masse de la capsule avec la prise d’essai avant incinération
m2 : masse de la capsule avec la prise d’essai après incinération

Etude des glucides

Détermination de la teneur en glucides totaux

O Principe
La teneur en glucides de l’échantillon est obtenue par la différence entre la teneur en matière sèche et la somme des teneurs en protéines, en lipides, et en cendres brutes de l’échantillon. (Adrian et al., 1995).
Exprimée en g pour 100g de matière sèche, elle est obtenue comme suit : GT%=100–(P%+MG%+CB%).
où P% : teneur en protéines (MS%)
MG% : teneur en lipides (MS%)
CB% : teneur en cendres (MS%)

Etude de l’amidon

Mode d’extraction de l’amidon

L’amidon est extrait selon une méthode d’extraction humide inspirée par la méthode de Banks et Greenwood (1975). Dans un premier temps, les graines de haricot sont lavées, trempées à l’eau pendant 15min et égouttées avant d’être broyées. La farine est trempée dans l’eau environ 15min, puis décantée et filtrée. Ces trois opérations sont répétées 3 fois afin de ressortir le maximum de granules d’amidon dans les graines de haricot. Les grains d’amidon sont obtenus par tamisage des produits recueillis séchés avec un tamis de petite maille (0,5mm de diamètre).

Dosage de l’amidon

o Dosage.
La méthode polarimétrique d’Ewers a été adoptée.
o Principe.
Cette méthode consiste à disperser l’amidon par traitement à chaud avec de l’acide chlorhydrique dilué. Après défécation et filtration de la suspension, le pouvoir rotatoire de la solution est mesuré par polarimétrie. Le même traitement est effectué sur l’extrait éthanolique à 40% de la farine, extraction qui a pour but d’éliminer les glucides solubles capables d’interférer en polarimétrie.
La différence obtenue entre deux mesures polarimétriques multipliée par un facteur spécifique de l’origine botanique de l’amidon conduit à la teneur en amidon de l’échantillon.
o Méthode.
– Détermination du pouvoir rotatoire total P.
Dans une fiole jaugée de 100ml, 0,5g de l’échantillon est mélangé avec 10ml d’acide chlorhydrique à 1,128%. Le mélange est ensuite agité et 10ml d’acide chlorhydrique à 1,128% y sont à nouveau versés. La fiole est ensuite plongée dans un bain d’eau bouillante et durant les trois premières minutes qui suivent, la fiole est agitée énergiquement pour éviter la formation d’agglomérats. L’agitation se poursuit pendant le bain, à l’aide de l’appareil agitateur. Après 15min, la fiole est retirée du bain et 30ml d’eau froide y sont ajoutées. Pour déféquer les protéines, 2ml de solution de Carrez I et 2ml de Carrez II sont ajoutées. Le mélange est bien agité pendant 1min, puis complété à 100ml avec de l’eau distillée, homogénéisé et filtré puis son pouvoir rotatoire est lu.
– Détermination du pouvoir rotatoire P’ :
Un gramme de l’échantillon est introduit dans une fiole jaugée de 100ml avec 10ml d’éthanol à 40%. Le mélange est ensuite laissé en attente durant 1h à la température ambiante, au cours de laquelle la prise d’essai est agitée énergiquement avec l’agitateur de façon à ce qu’elle soit bien mélangée à l’éthanol, pour obtenir une suspension. Le volume est complété à 50ml avec de l’éthanol à 40%, puis homogénéisé et filtré. La suspension est évaporée jusqu’à obtenir 25ml (dilution ½, coefficient de dilution : 2), puis ’introduite dans une fiole de 250ml ; 2,1ml d’acide chlorhydrique à 25% est ajouté. La fiole est ensuite ajustée à un réfrigérant à reflux puis plongée dans un bain bouillant. Après 15min exactement, la fiole est retirée du bain et refroidie jusqu’à 20°C.
Pour déféquer les protéines, 2ml de solution de Carrez I et 2ml de Carrez II sont ajoutées. Le volume est ensuite complété à 100ml avec de l’eau distillée. Le mélange est homogénéisé, filtré et son pouvoir rotatoire est mesuré. ( − ′) −.
La teneur en amidon est calculée comme suit : % = [હ]۲ ° ۳.
où AS% : teneur en amidon en g de matière brute.
P : pouvoir rotatoire total (degré d’arc).
P’[α:] pouvoir= rotatoire spécifique de l’amidon pour ୈଶ °.
PE : masse de la prise d’essai (g).
l : longueur du tube polarimétrie (cm).

Table des matières

PREMIERE PARTIE: REVUE BIBLIOGRAPHIQUE LE HARICOT
1. GENERALITES
1.1. Origine et diffusion du haricot
1.2. Présentation de la plante de haricot
1.2.1. Classification botanique
1.2.2. Description du haricot
1.3. Importance du haricot
1.4. Ecologie
1.5. Production des graines de haricot
1.5.1. Principales zones productrices de haricot à Madagascar
1.6. Consommation du haricot
1.7. Situation de l’exportation du haricot à Madagascar
1.8. Commercialisation des graines de haricot à Madagascar
2. VALEURS NUTRITIONNELLESDES GRAINES
2.1. Composition chimique
2.1.1. Eléments nutritifs
2.1.2. L’amidon
2.1.2.1. Définition
2.1.2.2. Intérêts de l’amidon
2.1.2.3. Propriétés de l’amidon
2.1.2.4. Composants
2.1.2.5. Index glycémique
2.1.3. Les facteurs antinutritionnels des graines (FAN)
2.1.3.1. Définition
2.1.3.2. Les différents facteurs antinutritionnels
2.1.3.2.1. Les phytates (IP6)
2.1.3.2.2. Les composés phénoliques
2.1.3.2.3. Les tanins condensés
2.1.3.3. Teneur en facteurs antinutritionnels des graines
DEUXIEME PARTIE: MATERIELS ET METHODES
1. MATERIELS D’ETUDE
1.1. Choix des variétés de haricot étudiées
1.2. Préparation des graines
2. METHODES D’ANALYSES NUTRITIONNELLES DES GRAINES
2.1. Mesure de l’humidité des graines
2.2. Etude des protéines
2.2.1. Détermination de la teneur en protéines totales
2.2.2. Détermination quantitative des acides aminés des graines
2.2.3. Indice chimique et acides aminés facteurs limitants des protéines
2.3. Dosages des lipides
2.4. Détermination de la teneur en cendres
2.5. Etude des glucides
2.5.1. Détermination de la teneur en glucides totaux
2.5.2. Etude de l’amidon
2.5.2.1. Mode d’extraction de l’amidon
2.5.2.2. Dosage de l’amidon
2.5.2.3. Dosage de l’amylose et de l’amylopectine
2.5.2.4. Microscopie des granules d’amidon
2.5.2.5. Propriétés fonctionnelles de l’amidon
2.5.2.5.1. Pouvoir de gonflement de l’amidon
2.5.2.5.2. Viscosité de l’amidon
2.6. Détermination de la valeur énergétique globale
3. DOSAGE DE QUELQUES FACTEURS ANTINUTRITIONNELS (FAN)
3.1. Dosage des phytates
3.2. Dosage des composés phénoliques
3.3. Dosage des tanins condensés
4. TRAITEMENT DES DONNEES
TROISIEME PARTIE: RESULTATS ET DISCUSSION
1. CARACTERISTIQUES NUTRITIONNELLES DES GRAINES
1.1. Teneur en eau et en matière sèche
1.2. Teneur en protéines et composition en acides aminés
1.2.1. Teneur en protéines des graines
1.2.2. Teneur en acides aminés des graines
1.2.3. Indice chimique et acides aminés facteurs limitants
1.3. Teneur en lipides
1.4. Teneur en cendres
1.5. Substances glucidiques des graines
1.5.1. Teneur en glucides totaux
1.5.2. Teneur en composants glucidiques
1.5.3. Teneur en amylose et en amylopectine
1.5.4. Structure des granules d’amidon
1.5.5. Propriétés fonctionnelles de l’amidon
1.5.5.1. Pouvoir de gonflement
1.5.5.2. Viscosité
1.6. Valeur énergétique des graines
2. FACTEURS ANTINUTRITIONNELS
2.1. Teneur en facteurs antinutritionnels des graines étudiées
Discussion
QUATRIEME PARTIE: CONCLUSION ET PERSPECTIVES
Conclusion et perspectives
Références bibliographiques

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