Phase d’extraction et d’analyse chimique

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Travaux de laboratoire

Cette démarche a pour objectif de collecter des informations utiles et suffisantes pour répondre aux questions de base de la recherche. Elle consiste à effectuer des extractions et des analyses des extraits de vanille dans le but d’obtenir les résultats sur leur composition chimique. Les résultats obtenus lors de cette étape seront la base des traitements à effectuer et feront objet de discussions sur la qualité de la vanille. Cette dernière est en relation directe avec le marché d’exportation.

Echantillonnage

Dans son Annexe A, l’Arrêté interministériel n° 4911/99-MCC du 12 mai 1999 fixant la norme malagasy sur la vanille présente la méthode pour l’échantillonnage à effectuer pour l’analyse de la qualité de la vanille (Annexe I). Cette norme a pour objet de fixer les conditions générales de l’échantillonnage minimal permettant de déterminer les qualités des vanilles. Les prélèvements ont eu lieu à partir de lots destinés à la commercialisation suivant une procédure d’échantillonnage statistique représentatif du lot suivant les normes AFNOR (NF-V03-400). Ceci permet d’étendre les conclusions analytiques à l’ensemble d’un lot prélevé plutôt qu’à une prise d’essai simple d’échantillon et de raisonner en données pondérées. Les échantillons nécessaires dans cette étude sont des échantillons pour une analyse en laboratoire.
L’échantillonnage s’est donc basé sur l’annexe A de l’Arrêté interministériel n°4911/99-MCC du 12 mai 1999 et des normes AFNOR (NF-V03-400) sur les épices et les aromates. Les propos de ces deux règles stipulent que 1 échantillon représente 5 tonnes de gousses. Il est à signaler qu’un échantillon représentatif d’un lot pèse 600g dont les gousses sont prises au hasard dans le lot de 5 tonnes. C’est à partir de ces 600 g qu’il faut peser 20g de gousses hachées qui vont être extraites par Soxhlet puis analysées.

Phase de traitement et d’analyse de données

C’est une phase qui consiste en l’examen des données recueillies en laboratoire suivant une démarche spécifique à chaque analyse et résultat à obtenir. Les résultats doivent être en correspondance avec les objectifs spécifiques de l’étude. Les données obtenues sur terrain sont saisies à l’aide du tableur Excel dans le but d’identifier les informations exploitables et lesquelles sont traitées ensuite avec le logiciel XLStat 2008. Les traitements effectués sont donc :
– codification des variables sous Excel .
– analyse factorielle sous XLStat pour l’élaboration de la typologie et analyse par régression linéaire pour détermination des variables significatives .
– comparaison des ratios sur Excel par l’établissement de diverses courbes.

Démarches de vérification spécifiques à chaque hypothèse

Phase d’extraction et d’analyse chimique

La vérification de cette hypothèse nécessite l’extraction par solvant des gousses de vanille afin d’obtenir l’extrait de vanille qui sera ensuite analyser par Chromatographie en Phase Liquide Haute Performance (HPLC). Le diagramme de fabrication de l’extrait de vanille est montré en Annexe II. La démarche globale à suivre pour l’extraction est la suivante :
– préparation des gousses de vanille : découper les gousses dans le sens de la longueur pour la sortie des graines de vanille qui renferment principalement l’arôme .
– extraction au Soxhlet : l’appareil utilisé est le Soxhlet et le solvant l’alcool à 90°GL .
– évaporation de l’extrait : l’évaporation se fait sous-vide à 85°C.
Après l’obtention de l’extrait, la détermination de la composition chimique est nécessaire. Cette analyse se fait par HPLC et permet d’identifier les constituants ainsi que leur pourcentage relatif. Le protocole à suivre est la suivante :
– préparation des étalons HPLC (pour les quatre principaux constituants de la vanille) et de l’étalon interne ; ainsi que de l’échantillon à identifier .
– utilisation de l’HPLC barrettes de diodes .
– programmation de la séquence et acquisition du signal .
– identification des pics : pour identifier les composants et ses proportions dans l’échantillon .
– retraitement pour vérification et impression des résultats.
Les extractions des gousses de vanille ont été effectuées au laboratoire du Département Industries Agricoles et Alimentaires et au laboratoire de l’HOMEOPHARMA tandis que les analyses HPLC ont été effectuées par le laboratoire VANALYSE implantée à Marseille (France).

Démarche de vérification de l’Hypothèse 2 : « Plusieurs facteurs peuvent varier la qualité de l’extrait de vanille malagasy »

Pour la vérification de cette hypothèse, diverses études bibliographiques et des synthèses doivent être effectuées. Plusieurs ouvrages expliquent les variations de la qualité d’un extrait aromatique dont les facteurs sont principalement la matière première elle-même (espèce de la plante), les méthodes de préparations et d’extraction, l’origine géographique de la matière première. Pour la vérification de ces affirmations, les résultats de la typologie effectuée sont confrontés avec ceux des autres chercheurs dont les travaux ont été exploités en bibliographies.
Comme la vanilline est un des composants marquant la qualité de la vanille, la teneur de ce composé est étudiée pour vérifier cette hypothèse. Une explication de la variation de la teneur en vanilline est à déterminer. La régression linéaire est une des méthodes qui permettent d’expliquer cette fluctuation par rapport à la variation de certains facteurs. Les variables explicatives à considérer dans le modèle de régression linéaire multiple sont tirées de l’AFD effectuée précédemment. Les variables « ratios » ne sont pas prises du fait que certains de ces ratios sont obtenus par calcul faisant entrer la teneur en vanilline. L’analyse par régression linéaire multiple consiste à expliquer la qualité de la vanille vis-à-vis de la teneur en vanilline en fonction des variables explicatives. En tout, il y a donc 7 variables explicatives de la variable dépendante, la teneur en vanilline. Le modèle est présenté comme suit : ?=?0+?1?1+⋯+????+⋯+??−1??−1+ ?.
Où Y : variable dépendante (teneur en vanilline) Xj = 0, 1, …, k-1 : variables explicatives.
βj : paramètres associés à chacune des variables explicatives.
ε : terme d’erreur qui est sensé capturer tout ce qui n’a pas été expliqué par le modèle.
Les valeurs placées en dessous de la valeur des βj représentent les valeurs de t. Cette analyse permet de savoir lesquelles de ces variables ont une influence sur la teneur en vanilline. Le tableau d’analyse de la variance donne une probabilité associée au test de Fisher à un seuil de signification de 0,05 ; si cette probabilité est inférieure à ce seuil de signification, le modèle élaboré est alors significatif. La régression linéaire donne l’équation du modèle. Une augmentation de la valeur moyenne de Xj (variables explicatives) d’une unité, tout en maintenant constante la valeur des autres variables, entraînerait une variation de la valeur de Y de βj.

Teneur en vanilline faible

Les extraits compris dans cette classe sont obtenus des vanilles provenant de diverses zones dont Antalaha, Fenoarivo Atsinanana et Mananara. L’année de récolte des gousses étaient généralement en 2011 et 2012. Cette classe comprend les gousses de longueur moyenne 15,1cm et dont le poids moyen est de 2,1g. La teneur en vanilline est en moyenne de 1,6%. Les ratios R1, R2, R3 et R4 sont faibles pour cette classe. Les autres composants aromatiques ont une teneur moyennement faible par rapport à ceux des deux classes.

Teneur en vanilline élevée

Cette classe est représentée par 20% des échantillons avec un teneur en composant aromatique élevé. Les extraits de vanille de Mananjary sont tous positionnés dans cette classe. Les extraits obtenus par une partie des gousses de vanille d’Antalaha y sont également classés. Les gousses ont été récoltées en 2010, 2011 et 2012 et ont en moyenne une longueur de 16,8cm avec et un poids moyen de 2,7g. Elle comprend les extraits à teneur en vanilline élevée de 2,2% par rapport à celle des deux autres classes. Les teneurs des autres composants tels que le pHB et l’acide pHB sont faibles. Les R1, R2 et R4 sont élevés pour cette classe.

Teneur en vanilline moyenne

Cette classe comprend les extraits de vanille dont les teneurs en composant aromatique sont moyennes. Ces extraits proviennent principalement des gousses de vanille de Sambirano mais les autres extraits des distinctes localités (Antalaha, Fenoarivo Atsinanana et Mananara) ayant une teneur en composant chimique moyenne sont également catégorisés dans cette classe. L’année de récolte des gousses était principalement en 2012. Seules trois observations sont de l’année 2011. La longueur moyenne des gousses de cette classe est de 15,6cm et le poids de 1,9g. La teneur moyenne en vanilline est 2,01%. Les autres composants ainsi que les ratios ont une valeur moyenne comparée à celle des deux premières classes.

Facteurs de variation de la qualité de l’extrait de vanille

La classification donnée par l’AFD montre également les divers facteurs de la variation de la teneur en composant chimique de l’extrait de vanille. L’analyse par AFD accompagnée par une régression linéaire a donné le résultat que le coefficient de détermination R² est de 0,672 ; c’est-à-dire que 67,2% de la teneur en vanilline sont expliquées par les variations des variables explicatives considérées. Les restes c’est-à-dire les 32,8% seraient dus à des variables non considérées dans le modèle d’analyse telles que les paramètres d’extraction de l’extrait de vanille.
Etant donné que la probabilité associée au F est dans ce cas inférieur à 0,0001 ; cela signifie que qu’il se présente un risque de se tromper de moins de 0,01% en concluant que la variable explicative apporte une quantité d’information significative au modèle.
Les valeurs liées à chaque variable explicative représentent la valeur de βj. Selon le test de Student, si | t | > t* (p-value < α= 0,05) alors la valeur de βj est statistiquement significative. Parmi les variables explicatives du modèle d’analyse, celles rattachées à la teneur en pHB et à la teneur en acide Vanillique ont une valeur de p-value < 0,05 donc ces variables sont statistiquement significatives sur la teneur en vanilline de l’extrait. Les paramètres du modèle d’après l’analyse sur XLStat sont présentés dans l’Annexe V. Ce sont donc des facteurs qui ont une grande influence sur la fluctuation de la teneur en vanilline. L’équation du modèle est comme suit : Va = 9,91E-02 + 0,138*Année de Récolte + 1,566E-02*Origine – 1,9163E-02*Long moyen (0,14) (1,22) (0,40) (-0,51).

Table des matières

I. CONCEPTS ET ETAT DE L’ART
I.1 Contexte de réalisation de l’étude
I.2 Cadres théoriques et conceptuels
I.2.1 Filière vanille
I.2.2 Concept de la qualité
I.2.3 Concept de la norme
I.2.4 Concept du marché
II. MATERIELS ET METHODES
II.1 Matériels
II.1.1 Justification du thème
II.1.2 Justification de la zone d’étude
II.2 Méthodes
II.2.1 Démarches communes aux hypothèses
II.2.1.1 Phase exploratoire
II.2.1.2 Phase opérationnelle
a. Travaux de laboratoire
b. Echantillonnage
II.2.1.3 Phase de traitement et d’analyse de données
II.2.2 Démarches de vérification spécifiques à chaque hypothèse
II.2.2.1 Démarche de vérification de l’Hypothèse 1 : « La composition chimique de l’arôme de la vanille est utilisée pour la catégoriser et la classer »
a. Phase d’extraction et d’analyse chimique
b. Phase de traitement des données
II.2.2.2 Démarche de vérification de l’Hypothèse 2 : « Plusieurs facteurs peuvent varier la qualité de l’extrait de vanille malagasy »
II.2.2.3 Démarche de vérification de l’Hypothèse 3 : « La vanille malagasy satisfait les normes spécifiées par les pays importateurs.
II.3 Chronogramme des activités
III. RESULTATS
III.1 Typologie
III.1.1 Constituants aromatiques de l’extrait de vanille
III.1.2 Classification vanille selon sa composition chimique
III.1.2.1 Classe 1 : Teneur en vanilline faible
III.1.2.2 Classe 2 : Teneur en vanilline élevée
III.1.2.3 Classe 3 : Teneur en vanilline moyenne
III.2 Facteurs de variation de la qualité de l’extrait de vanille
III.3 Qualification de la vanille malagasy par rapport aux normes IOFI et DGCCRF
III.3.1 Classe 1 : Teneur en vanilline faible
III.3.2 Classe 2 : Teneur en vanilline élevée
III.3.3 Classe 3 : Teneur en vanilline moyenne
IV. DISCUSSIONS, RECOMMANDATIONS
IV.1 Discussions
IV.1.1 Composition chimique de l’arôme vanille
IV.1.1.1 Vanilline, composant le plus élevé
IV.1.1.2 Teneur en vanilline par rapport à l’humidité
IV.1.2 Classification des extraits de vanille
IV.1.2.1 Classe 1 : Teneur en vanilline faible
IV.1.2.2 Classe 2 : Teneur en vanilline élevée
IV.1.2.3 Classe 3 : Teneur en vanilline moyenne
IV.1.3 Facteurs de la variation de la qualité
IV.1.3.1 En liaison avec l’origine des gousses
a. Antalaha
b. Fenoarivo Atsinanana
c. Mananjary
d. Mananara Avaratra
e. Sambirano
IV.1.3.2 En liaison avec les autres variables
IV.1.4 Comparaison de la qualité de la vanille malagasy par rapport aux normes des pays importateurs
IV.1.5 Marché de la vanille et politique adoptée par Madagascar
IV.1.6 Analyse FFOM de la filière vanille à Madagascar
IV.2 Recommandations
IV.2.1 Amélioration de la qualité de la vanille
IV.2.1.1 Pratiques culturales
IV.2.1.2 Préparation de la vanille
IV.2.1.3 Mise en place des normes
IV.2.1.4 Considération des origines des gousses
IV.2.2 Amélioration du marché de la vanille malagasy
IV.2.2.1 Mise en place du système de traçabilité
IV.2.2.2 Mise en place de la démarche qualité
IV.2.2.3 Démarche marketing
a. Produit
b. Prix
c. Promotion ou publicité
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE

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