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MENTION BIOCHIMIE FONDAMENTALE ET APPLIQUEE Mémoire pour l’obtention du Diplôme de MASTER II en Sciences de la Vie Parcours : Sciences des Aliments et Nutrition Effets des traitements physico-chimiques sur la qualité nutritionnelle et sur la teneur en L-Dopa du Mucuna pruriens, var utilis noire Présenté par : RAZAFINDAHY Benjamin Mickaël Joelina Maître-ès Sciences Soutenu publiquement le 4Août 2016 devant les membres du jury : Président : Professeur JEANNODA Victor Encadreur : Professeur RALISON Charlotte Co-encadreur : Docteur RAZAFINDRAZAKA Vonimanitra Examinateurs : Docteur RANDRIANIERENANA Ando : Docteur HARIMALALA ANDRIAMBELO Nirina Financé par l’Union Européenne

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MENTION BIOCHIMIE

FONDAMENTALE ET APPLIQUEE

Mémoire pour l’obtention du Diplôme de

MASTER II en Sciences de la Vie

Parcours : Sciences des Aliments et Nutrition

Effets des traitements physico-chimiques sur la qualité nutritionnelle et sur la teneur

en L-Dopa du Mucuna pruriens, var utilis noire

Présenté par :

RAZAFINDAHY Benjamin Mickaël Joelina

Maître-ès Sciences Soutenu publiquement le 4Août 2016 devant les membres du jury :

Président : Professeur JEANNODA Victor

Encadreur : Professeur RALISON Charlotte

Co-encadreur : Docteur RAZAFINDRAZAKA Vonimanitra

Examinateurs : Docteur RANDRIANIERENANA Ando

: Docteur HARIMALALA ANDRIAMBELO Nirina

Financé par l’Union Européenne

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Remerciements

Le présent travail a été réalisé au Laboratoire de Biochimie Appliquée aux Sciences des Aliments

et Nutrition (LABASAN) de la Mention Biochimie Fondamentale et Appliquée de la Faculté des

Sciences de l’Université d’Antananarivo et financé par l’Union Européenne.

Nous tenons à exprimer nos vifs remerciements à :

- Monsieur Luc ARNAUD, Représentant du GRET à Madagascar et à Madame

RAKOTOMALALA Christiane, Responsable du volet Nutrition, pour la confiance qu’ils ont bien

voulu nous accorder pour effectuer ce travail.

- Monsieur Fabrice LHERITEAU, Assistant technique de l’ONG GRET, de nous avoir proposé ce

travail, pour l’appui logistique, pour l’accueil qui nous a été réservé dans les régions Androy et

Anosy.

- Monsieur le Professeur JEANNODA Victor d’avoir bien voulu nous faire l’honneur de présider

ce mémoire, malgré ses lourdes responsabilités.

- Madame le Professeur RALISON Charlotte, notre encadreur, qui a bien voulu accepter avec

gentillesse de nous encadrer, nous guider et qui n’a ménagé ni son temps, ni ses conseils, ni sa

patience tout au long de ce travail.

- Madame le Docteur RAZAFINDRAZAKA Vonimanitra, notre co-encadreur, qui nous a apporté

ses aimables et judicieux conseils durant le stage

- Mesdames les Docteurs RANDRIANIERENANA Ando et HARIMALALA ANDRIAMBELO

Nirina qui, malgré leur immense occupation, ont accepté d’examiner ce mémoire.

- Monsieur le Docteur TSIRINIRINDRAVO Herisetra Lalaina, responsable des Laboratoires et de

Recherches à l’ASJA, de nous avoir accordé la permission d’y effectuer une partie de notre stage.

-Monsieur RAKOTONDRASOA Heritiana Eranto, pour son aimable collaboration dans la

réalisation de ce travail.

-Mon père, mes frères et ma sœur qui m’ont soutenu moralement durant mes longues années

d’étude.

- Tous ceux qui, de près ou de loin, ont contribué à l’élaboration de ce travail

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SOMMAIRE

Listes des figures ................................................................................................................................ …….i

Listes des tableaux ................................................................................................................................... ii

Listes des annexes ................................................................................................................................... iii

Listes des abréviations ............................................................................................................................ iv

Glossaire ................................................................................................................................................... v

Introduction…………………………………………………...…………………………………...1

Partie I : SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE

I.1. Description botanique et conditions agro-écologiques du Mucuna pruriens .................................... 4

I.2. Position systématique ......................................................................................................................... 4

I.3. Caractéristiques nutritionnelles du Mucuna pruriens ........................................................................ 6

I.4. Les facteurs antinutritionnels du Mucuna pruriens ............................................................................ 7

I.4.1. La L-DOPA .................................................................................................................................... 8

I.4.1.1. Définition et mode d’action ................................................................................................ 8

I.4.1.2. Effets de la L-dopa .............................................................................................................. 8

I.4.1.3. Les différents facteurs influençant la teneur en L-dopa .................................................... 9

I.4.1.4. Les différents procédés de réduction de la L-dopa ............................................................ 9

I.5. Utilisation du mucuna ....................................................................................................................... 11

I.5.1. Utilisation du mucuna dans l’alimentation animale ................................................................. 11

I.5.2. Utilisation du mucuna dans l’alimentation humaine ................................................................ 11

I.5.3. Utilisation médicinale du mucuna ............................................................................................ 12

Partie II: MATERIELS ET METHODES

II.1. Materiel vegetal ................................................................................................................................ 13

II.2. Préparation des graines avant analyses ............................................................................................ 13

II.2.1. TRAITEMENTS DES GRAINES ..................................................................................................... 13

II.2.2. Traitements physiques .............................................................................................................. 14

II.2.3. Traitements chimiques .............................................................................................................. 14

II.3. DETERMINATION DE LA VALEUR NUTRITIONNELLE.......................................................................... 16

II.3.1. Mesure de la teneur en eau ...................................................................................................... 16

II.3.2. Détermination de la teneur en protéines totales ..................................................................... 17

II.3.3. Dosage de la teneur en lipides .................................................................................................. 18

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II.3.4. Détermination de la teneur en cendres brutes ........................................................................ 19

II.3.5. Détermination de la teneur en glucides totaux ........................................................................ 19

II.3.6. Détermination de la valeur énergétique ................................................................................... 20

II.4. DETERMINATION DE LA TENEUR EN L- DOPA ................................................................................... 20

II.4.1. Préparation de l’extrait ............................................................................................................. 20

II.4.2. Préparation de la gamme étalon et mesure direct de L-Dopa de l’extrait brut ....................... 21

Partie III: RESULTATS ET DISCUSSION

RESULTATS……………………………………………………………………………………...22

III.1. Effet des différents traitements sur la valeur nutritionnelle de mucuna ......................................... 22

III.1.1. Teneur en eau et en matière sèche .......................................................................................... 22

III.1.2. Teneurs en lipides ..................................................................................................................... 23

III.1.3. Teneurs en protéines ................................................................................................................ 26

III.1.4. Teneurs en cendres brutes........................................................................................................ 28

III.1.5. Teneurs en glucides totaux ....................................................................................................... 30

III.1.6. Valeurs énergétiques ................................................................................................................ 32

III.2. Effets des différents traitements sur les teneurs en L-DOPA ........................................................... 34

III.2.1. Sans traitement ......................................................................................................................... 35

III.2.2. Effets des différents traitements .............................................................................................. 35

III.2.2.1 Etudes comparatives de l’efficacité de l’ajout d’additifs dans la réduction de L-Dopa du

mucuna.................................................................................................................................................. 35

III.2.2.1.1. Utilisation du bicarbonate ............................................................................................ 35

III.2.2.1.2. Utilisation de cendres de bois ....................................................................................... 36

DISCUSSION……………………………………………………………………………………………………………………………………………..41

Partie IV: CONCLUSION ET PERSPECTIVES

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES…………………………………………………………52

LISTE DES ANNEXES

RESUME

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i

Liste des figures

Figure 1 : Fleur de mucuna ............................................................................................................................................4

Figure 2 : Gousses du mucuna .......................................................................................................................................4

Figure 3 : Les variétés de Mucuna pruriens existant à Madagascar ..............................................................................5

Figure 4 : L-Dopa ...........................................................................................................................................................8

Figure 5 : Métabolisme de la L-Dopa ............................................................................................................................12

Figure 6 : histogramme récapitulatif des teneurs en L-Dopa des échantillons et pertes après différents traitements ....37

Figure 7 : Effet de l'ajout de bicarbonate 0,2% sur la teneur en L-Dopa ......................................................................38

Figure 8 : Effets de l'ajout de cendre de bois sur la teneur en L-Dopa du Mucuna .......................................................39

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ii

Liste des tableaux

Tableau 1 : Composition chimique de quelques variétés de graines de Mucuna spp. 7

Tableau 2 : Facteurs antinutritionnels dans quelques variétés de graines de Mucuna spp………………………………7

Tableau 3 : Les traitements physiques appliqués aux graines de Mucuna………………………………………….14

Tableau 4 : Traitements des échantillons…………………………………………………………………………...15

Tableau 5 : Teneurs eau et en matière sèche des échantillons……………………………………………………...22

Tableau 6 : Teneurs en lipides des échantillons………………………………………………………………........25

Tableau 7 : Teneurs en protéines des échantillons (%MS)…………………………………………………………27

Tableau 8 : Teneurs en cendres brutes des échantillons (%MS)……………………………………………………29

Tableau 9 : Teneurs en glucides totaux des échantillons………………………………………………………......31

Tableau 10 : Valeurs énergétiques des échantillons………………………………………………………………….33

Tableau 11 : Teneurs en L-Dopa des échantillons et pertes après différents traitements………………………........34

Tableau 12 : Comparaison des traitements I vs IX et II vs X………………………………………………………...36

Tableau 13 : Comparaison des traitements I vs XI et II vs XII…………………………………………………........36

Tableau 14 : Tableau récapitulatif des effets des traitements sur les caractéristiques nutritionnelles

et la teneur en L-Dopa du mucuna……………………………………………………………………………………40

Tableau 15 : Traitements les plus efficaces sur la réduction de la teneur en L-Dopa du mucuna…………………..47

Tableau 16 : Influence des traitements sur la teneur en protéines…………………………………………..……….48

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iii

Listes des annexes

Annexe 1 : Protocole d’extraction et dosage de l’extrait de la L-Dopa des graines de mucuna

Annexe 2 : Photos des matériels utilisés

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iv

Listes des abréviations

AFNOR : Association Française de Normalisation

AINA : Actions Intégrées en Nutrition et Alimentation

GRET : Groupe de Recherche et d’Echanges Technologiques

D.O : Densité optique

LABASAN : Laboratoire de Biochimie appliquée aux Sciences des Aliments et de la Nutrition

FAN : Facteur antinutritionnel

FAO : Food and Agriculture Organization of the United Nations

L-DOPA : L-3,4-Dihydroxyphénylalanine

M : Mucuna

MS : Matière sèche

ONG : Organisation Non gouvernementale

STR: Sans traitement

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v

Glossaire

Lixiviation : Diffusion de la molécule de L-Dopa à travers le tégument vers l’eau de trempage.

Démence : Trouble mental grave caractérisé par un affaiblissement progressif et irréversible des

fonctions intellectuelles

Dépelliculage : Enlèvement du tégument des graines à l’aide d’un couteau de cuisine. Ce procédé est

fait après le trempage (traitements VII et VIII).

Dépression: Etat pathologique de souffrance marqué par un abaissement du sentiment de valeur

personnelle, par du pessimisme et par une inappétence face à la vie.

Ensilage : produit destiné à l’alimentation du bétail qui est conservé par la méthode « d’ensilage »

consistant à le placer dans un silo ou à le mettre en tas et à les presser après l’avoir haché.

Gousses pubescentes : Gousses qui sont recouvertes de poils fines

Racémisation de la L-Dopa : Modification de la configuration de la molécule de Dopa (L-Dopa vers

D-Dopa) constituant son racémique. Ce mélange est optiquement inactif.

Toastage des graines : il s’agit de les faire griller dans un récipient métallique

Volubile: caractère d’une plante dont la tige s’enroule autour des corps voisins

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INTRODUCTION

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1

L’élevage est une filière non négligeable sur le plan socio-économique dans le monde

entier. En effet, selon l’Organisation des Nation Unies pour l’Alimentation et l’Agriculture

(FAO), 30 % des besoins humains en alimentation et agriculture sont satisfaits par les

animaux. Généralement, l’élevage de volaille et du bétail est destiné à la consommation. Dans

le cas de Madagascar, 65 % des viandes proviennent des bovins, 10 % des porcins, 9 % des

poules, 4 et 5 % des ovins et caprins. Les dindes et les canards fournissent respectivement 3 et

3,5% des produits (FAO, 2003).

D’après les données disponibles, les quantités de produits d’origine animale

consommées à Madagascar sont faibles. Par exemple à Toliary, la ration alimentaire

journalière ne comporte en moyenne que 38 g de viandes (toutes espèces confondues), 68 g de

poissons et fruits de mer, 50 g de produits laitiers et œufs. De ce fait, elle est déficitaire en

protéines animales (RALISON et al., 2005). Par ailleurs, la consommation de viande a

diminué de 14 à 9 kg par habitant et par an de 1999 à 2010 (RAKOTONDRAHANJA, 2010).

Ce dernier affirme que l’offre n’a pas pu suivre la demande. Plusieurs causes pourraient

expliquer ce fait, l’accessibilité économique du ménage traduite par un faible pouvoir

d’achat, la disponibilité des aliments mais les plus importantes semblent être le manque de

techniques d’élevage au niveau des éleveurs ainsi que les problèmes liés à l’alimentation des

animaux. En effet, l’élevage extensif est encore prédominant chez les paysans et la qualité

ainsi que la quantité de l’alimentation des animaux reste à beaucoup améliorer (FAO, 2003).

De plus, l’usage des aliments, comme les céréales dans l’alimentation animale affecterait leur

utilisation chez l’homme (DAHOUDA et al., 2009).

Des travaux de recherche ont été menés depuis quelques années pour apporter de

nouvelles approches en utilisant des sources alimentaires dites « non-conventionnelles » dans

le but d’améliorer la qualité de l’élevage. Le mucuna, une légumineuse à graines, figure parmi

ces ressources. Son utilisation dans l’alimentation animale de différents types tel que

l’élevage des monogastriques (D’MELLO et al., 1992) et aussi celui de porcin

(RANDRIANANTENAINA, 2012) a déjà fait l’objet d’étude. En effet, les feuilles sont

utilisées comme fourrages dans l'alimentation du bétail (KADADJI et al., 1993) ; les graines,

à cause de leurs taux intéressants en protéines, supérieurs à ceux trouvés dans les autres

légumineuses, 22 à 35 % (COSTA et al., 2006), sont sources de matières azotées dans la

fabrication des provendes (DOSSA et al., 1996).

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2

Par ailleurs, d’autres utilisations sont connues à travers le monde. En Inde, il a été

rapporté une consommation humaine des graines de Mucuna utilis après un traitement

approprié permettant une réduction significative des éléments indésirables, notamment

changement d’eau de cuisson répétée sept fois (MOHAN et JANARDHANAN, 1993)

Malgré ses atouts nutritionnels, le mucuna est connu par la présence de L-Dopa qui est

le facteur antinutritionnel majoritaire dans les graines avec des concentrations variables entre

2 et 9 % (LORENZETTI et al., 1998). Selon TAKASAKI et KAWAKISHI (1997), cette

molécule limite la digestibilité des protéines et de l’amidon de cette légumineuse. De plus

c’est une molécule provoquant des troubles psychiques comme la confusion mentale aiguë et

des hallucinations (BRANDEL, 2011).

Différents traitements ont été essayés pour réduire la concentration du L-Dopa dans les

graines de mucuna afin de les rendre utilisables pour l’alimentation animale et humaine

(DIALLO et al., 2002).

Dans la même optique, le GRET, à travers le projet AINA mené dans l’Androy, et en

collaboration avec le LABASAN, s’intéresse à l’étude de Mucuna pruriens var utilis noire.

Le travail, initié par ANDRIANIRINA (2015), a été consacré à la détermination des

caractéristiques nutritionnelles et antinutritionnelles de cette variété. Le présent travail,

intitulé « Impacts des traitements physico-chimiques sur la teneur en L-Dopa et sur la qualité

nutritionnelle du Mucuna pruriens var utilis » est focalisé sur l’étude des différents procédés

d’élimination ou de réduction de la teneur en L-Dopa des graines pour leur valorisation à des

fins alimentaires.

Les objectifs spécifiques visent à :

Suivre la cinétique de réduction de la teneur en L-dopa de Mucuna pruriens vis-à-vis

de quelques traitements physico-chimiques appliqués aux graines

Déterminer les effets de ces traitements sur la valeur nutritionnelle

Identifier des pratiques de préparation efficaces et adaptées dans les milieux ruraux.

Ce travail comporte 4 parties, à savoir :

- une revue bibliographique sur le mucuna

- une description des matériels et méthodes adoptés

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3

- la présentation des résultats avec les interprétations

- une conclusion et quelques perspectives.

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Partie I

SYNTHESE

BIBLIOGRAPHIQUE

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4

I.1. Description botanique et conditions agro-écologiques de Mucuna pruriens

Le mucuna est une plante herbacée volubile rampante qui peut atteindre jusqu’à 15 m de

haut, à feuilles trifoliées et à fleurs de couleur pourpre ou blanche. Ses gousses sont longues,

généralement pubescentes.

Il est bien adapté aux zones tropicales humides et subhumides avec une pluviométrie

comprise entre 1000 et 2500 mm et en dessous de 1600 m d’altitude (VISSOH et al., 2008). Il

tolère des températures de 19 à 27°C et pousse sur les sols pauvres dont le pH est compris

entre 5 et 7(KIFF et al., 1996). Le mucuna est relativement tolérant à la sécheresse

(VISSOH et al., 2008) et produit souvent une quantité importante de graines dont le

rendement varie entre 2,9 à 6,9 tonnes / ha (PUGALENTHI et al., 2007).

I.2. Position systématique

Le mucuna appartient au :

Règne : PLANTAE

Sous-règne : TRACHEOBIONTA

Division : MAGNOLIOPHYTA

Classe : MAGNOLIOPSIDA

Sous-classe : ROSIDAE

Ordre : FABALES

Famille : FABACEAE

Genre : Mucuna

Noms vernaculaires

Francais: mucuna, pois de velours

Malagasy: mokona, kabarontsoavaly

Le genre Mucuna compte approximativement 100 espèces (BUCKLES, 1995).Les

variétés couramment citées dans la littérature sont les suivantes: Mucuna (M.) pruriens var.

Figure 1 : Fleur de mucuna

pruriens

Figure2 : Gousses du mucuna

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5

cochinchinensis, M. pruriens var. utilis, M.sp. var. georgia, M. sp.var. ghana, M sp. var.

jaspadea, M sp. var. preta, M sp.var. rajada, M. sp. var. veracruz, M. sp.var deeringiana,

M.sp.var. nagaland etc. (KANTIONO, 2012).

Les différences morphologiques sont associées à la présence de poils pubescents sur

les gousses, à la couleur des téguments et à la durée de cycle de production (EILITTA et al.

2003; PUGALENTHI et al., 2005).

En ce qui concerne la couleur de tégument, quelques variétés sont répertoriées à

Madagascar. Il en existe 7 (Figure 3).

A Madagascar, il existe 7 variétés :

Figure 3: Les graines des variétés de Mucuna pruriens existant à Madagascar

Source : RAKOTOMALALA(2013)

Mucuna pruriens yardghana

Mucuna pruriens

Mucuna pruriens cochinchiniensis Mucuna pruriens IRZ Mucuna pruriens rajada

Mucuna pruriens utilis jaune Mucuna pruriens utilis noir

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6

I.3. Caractéristiques nutritionnelles du Mucuna pruriens

Les composants en nutriments, protéines, acides aminés, lipides, énergie, minéraux et

autres, déterminés pour les graines de mucuna sont comparables à celles des légumineuses

conventionnelles (PUGALENTHI et al., 2005). Toutefois, ils varient selon les auteurs et en

fonction des variétés (Tableau 1).

Les teneurs en protéines sont comprises entre 22 et 35 %, valeurs plus élevées que celles

trouvées dans les légumineuses habituelles telles que Pisum sativum (22 %), Phaseolus

vulgaris (21 %), Cicer arietinum (19 %) et Lens culinaris (21 %) (COSTA et al.2006).

Le profil des acides aminés de ces protéines, comme celui autres légumineuses est

caractérisé par une déficience en acides aminés soufrés (RAVINDRAN et al., 1988). De plus,

MOHAN et JANARDHANAN, (1995) ont signalé que la lysine et la valine sont aussi des

acides aminés limitant dans la variété blanche.

Les graines de mucuna contiennent des taux modestes de lipides, 4 à 8 %, valeurs

rapportées pour 12 variétés de Mucuna spp (EZEAGU et al.,2003), Mucuna pruriens ayant le

taux le plus élevé (VADIVEL et al.,2009).

Les teneurs en fibres brutes se situent entre 4 % (EZEAGU et al., 2003) et 8 %

(EMENALOM et al., 2005). Ces taux sont réduits à 2 % lorsque les graines sont

dépelliculées (AGBEDE et al., 2005), ce qui constitue un avantage pour l’alimentation des

monogastriques.

Les glucides non pariétaux sont des composants majeurs des légumineuses et

représentent 50 à 70 % des graines de mucuna en terme de matière sèche (PUGALENTHI

et al., 2005). Ces valeurs, supérieures à celles trouvées dans les graines, de soja (22 %) font

de mucuna un élément approprié pour l’alimentation de la volaille (EZEAGU et al., 2003).

La teneur en sucres solubles dans les graines entières de mucuna est comprise entre 9 et

11 % tandis que les graines dépelliculées en contiennent 10 à 12 % (SIDDHURAJU et al.,

2000). En raison des faibles teneurs en constituants pariétaux (polysaccarides : pectines,

hémicelluloses, cellulose), le mucuna constitue une source énergétique appréciable, avec des

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7

valeurs comprises entre 350 et 460 kcal d’énergie métabolisable /100 g (AGBEDE et al.,

2005; TULEUN et al., 2008).

Les graines de mucuna contiennent aussi des quantités appréciables de minéraux tels le

K, Ca, P, Mg, Fe, Zn et Mn avec des taux comparables à ceux de Phaseolus sp. Comme dans

la plupart des légumineuses, le potassium est le minéral le plus abondant (VIJAYAKUMARI

et al.,2002).

Tableau 1 : Composition chimique de quelques variétés de graines de Mucuna spp.

I.4. Les facteurs antinutritionnels du Mucuna pruriens

A l’instar des autres légumineuses, le mucuna contient un certain nombre de facteurs

antinutritionnels (Tableau 2) qui limite son utilisation dans l'alimentation animale et humaine.

Tableau 2 : Facteurs antinutritionnels dans quelques variétés de graines de Mucuna spp.

(*) : Unité de Trypsine inhibé/mg de protéine

VariétésProtéines

(%)

Lipides

(%)

Cendre

(%)

Cellulose brute

(%)

Glucides

(%)

Energie métabolisable

Kcal/KgSources

M. pruriens 27.5 11,1 5,3 7,1 ND 4617AGBEDE

et al ., (2005)

M. pruriens 31,7 5,2 3,6 7,4 52 NDADEWALE

et al., (2007)

M.

cochinchinensis30,1 4,5 4,5 9 51,9 4600

UKACHUKWU

et al. , (2003)

M. utilis 32,4 6,5 4,9 6,1 49,1 3490TULEUN

et al ., (2008)

M. utilis 27,3 6,1 5,6 9,7 51,3 3687VADIVEL

et al .,(2007)

M. rajada 29,2 6,1 3,5 3,9 61,2 4033

M. preta 27,9 4,7 3,6 4,2 63,7 3981

M. jaspeada 27,6 4,7 3,2 4,4 64,5 3995

M. deeringiana 27,7 4,8 3,2 4,1 64,2 4000

M. poggei 27,9 8,6 3,9 3,6 45,8 4130TULEUNet

al., (2008)

EZEAGU

et al., (2003)

Cyanide Tannins Phytates Oxalate

(%) (%) (%) (mg/100 g)

M. pruriens 4,75 0,11 22,6 0,22 0,19 0,25 0,63

M. poggei 5,9 1,34 31,4 0,25 0,22 0,03 0,74

M.

cochinchinensis

5,9 0,1 18,2 0,12 0,08 0,01 0,21

M. Utilis 5,5 0,09 11,4 0,22 0,14 0,02 0,24

M. rajada 4 0,12 43 1.66 0.29 1,98 ND

M. preta 7,5 0,12 43,3 1.65 0.26 2,31 ND

M. jaspeada 6,6 0,12 46,6 1.57 0.45 1.81 ND

M. deeringiana 8,2 0,12 47,6 1.56 0.66 2,85 ND

EZEAGU

et al., (2003)

TULEUN

et al., (2008)

ND

ND

ND

ND

Sources

2,1

2,3

1,2

1,8

Variétés L-dopa

(%)

Anti-

trypsine(*)

Saponine

(%)

Alcaloïdes

(%)

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8

La plus remarquable est la L-Dopa avec des concentrations comprises entre 2 et 9 %.

(LORENZETTI et al., 1998 ; EILITTÄ et al., 2003 ; St-LAURENT et al., 2002 ; CAPO-

CHICHI et al., 2003 ; TULEUN et al., 2008).

I.4.1. La L-DOPA

I.4.1.1. Définition et mode d’action

La L-dopa, ou 3,4-dihydroxyphenylalanine, est un acide aminé non protéique,

substance intermédiaire dans la synthèse des catécholamines, qui possède deux isomères

optiques, les L-dopa et D-dopa. Seule, la forme stéréo-isomérique lévogyre est métabolisable

par l’organisme. La L-dopa est, soit synthétisée au niveau de l’organisme, L-dopa endogène,

soit peut être d’origine exogène, comme c’est, par exemple, le cas de la L-dopa contenue dans

les graines de mucuna (DAHOUDA et al., 2009).Cette molécule est, soit sous forme libre ou

liée à d’autres molécules (protéines, amidon…) formant un complexe.

Figure 4 : L-Dopa

Les travaux de TAKASAKI et KAWAKISHI (1997) ont montré que les produits d'oxydation

de la L-dopa se conjuguent avec les résidus sulfhydriles des protéines pour former le

complexe 5-S-cysteinyl-dopa conduisant à la polymérisation des protéines. Selon cet auteur,

ce complexe pourrait constituer un des facteurs limitant la digestibilité des protéines et de

l’amidon de mucuna.

I.4.1.2. Effets de la L-dopa

La L-dopa est une substance toxique qui provoque des nausées et des maux de tête

(SPORE, 1996). Elle entraîne des troubles gastro-intestinaux (nausée, vomissement et

anorexie) et neurologiques tels que des délires paranoïdes, des hallucinations, de la démence

et une sévère dépression (LORENZETTI et al., 1998).Chez les oiseaux, elle conduit à un

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9

ralentissement de la croissance et à une baisse de la consommation alimentaire (DEL

CARMEN et al., 1999).

I.4.1.3. Les différents facteurs influençant la teneur en L-dopa

Plusieurs facteurs ont été signalés par différents auteurs sur la variabilité de la teneur

en L-dopa.

Les variétés

Des variations variétales ou génétiques ont été observées (St-LAURENT et al., 2002).

En effet, M. pruriens var cochinchinensis en contient à un taux plus élevé (5,6 à 6,6 %) que

M. pruriens (4,4 à 4,8 %) (TULEUN et al., 2008).

Les conditions agro-écologiques et environnementales

Des variations liées aux conditions écologiques et environnementales (altitude) ont été

rapportées (LORENZETTI et al., 1998). Des taux particulièrement élevés sont constatés dans

les graines provenant des plantes cultivées près de l’Equateur. Selon St-LAURENT

et al. (2002) la concentration en L-dopa diminue lorsque le mucuna est cultivé à des altitudes

plus élevées.

Les teneurs en L-Dopa ne semblent pas liées à la couleur du tégument (EILITTÄ

et al., 2003). Le plus faible taux, 1,5 %, a été trouvé dans la variété M. gigantea, utilisée dans

l’alimentation de plusieurs groupes ethniques de l’Inde (RAJARAM et al., 1991), tandis que

les taux les plus élevés ont été rapportés dans M. pruriens var.cochinchinensis (8 %), M.

andreana (8,9 %) et M. birdwoodiana (9,1 %) (St-LAURENT et al., 2002 ;INGLE, 2003).

Dans les autres parties de la plante, les concentrations en L-dopa sont comprises entre 0,17 %

et 0,35 % dans les feuilles, entre 0,19 % et 0,31 % pour les pétioles et entre 0,12 %et 0,16 %

pour les racines (PUGALENTHI et al., 2005).

I.4.1.4. Les différents procédés de réduction de la L-dopa

Les recherches sur l’utilisation de mucuna dans l’alimentation humaine et animale ont

été essentiellement basées sur la réduction de la concentration en L-dopa. Les procédés les

plus fréquents sont le trempage, le traitement dans l’eau bouillante, parfois avec ajout

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d’additifs (base ou acide), le toastage, l’autoclavage, la fermentation et la germination. Ces

procédés sont aussi utilisés pour les autres facteurs antinutritionnels. Pour maximiser

l’extraction des facteurs antinutritionnels, la plupart des méthodes recourent préalablement au

broyage des graines (WANJEKECHE et al., 2003).

Le trempage

Les taux d’extraction des facteurs antinutritionnels par trempage sont généralement

faibles, même avec ajout d’additifs, surtout lorsque les graines entières sont employées. Le

trempage pendant 24 h dans l’eau des graines entières ou broyées n’a aucune incidence sur la

concentration en L-dopa (GURUMOORTHI et al., 2008 ; NYIRENDA et al., 2003). Lorsque

le trempage est réalisé dans des solutions de chlorure de sodium, de bicarbonate de sodium et

d’acide citrique, les réductions sont comprises entre 9 et 14 %. Le trempage dans une solution

d’hydroxyde de calcium permet d’obtenir un meilleur effet (26 % de réduction des teneurs en

L-Dopa).

Le toastage et l’autoclavage

La chaleur sèche serait très efficace pour la réduction des teneurs en L-dopa

(SIDDHURAJU et al., 1996) en raison de la racémisation de la molécule.

La fermentation

Les graines de mucuna peuvent être fermentées par diverses méthodes après avoir été

traitées préalablement à l’ébullition (45 mn) ou trempage (12 h). Le taux de la L-dopa dans les

produits fermentés est très faible (<0,1 %). Cependant, au cours du processus de fermentation,

la teneur de la L-dopa double initialement avant de chuter de manière significative. Ce

phénomène serait dû à la libération de la L-dopa liée (EGOUNLETY, 2003).

La germination

L’influence de la germination sur la diminution de la L-dopa a été aussi évaluée.

GURUMOORTHI et al. (2008) ont constaté qu’une période de germination de 120 h

permettait de réduire la teneur en L-dopa à des valeurs comprises entre 35 et 58 %. Lorsque la

période de la germination augmente, une diminution concomitante du taux de L-dopa est

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observée. Cet effet est vraisemblablement dû à la dégradation enzymatique de la molécule

(Dopa décarboxylase).

La cuisson

Il ressort des études menées par VADIVEL et al. (2007) que la cuisson des graines

entières de Mucuna pruriens permet de réduire la teneur en L-Dopa de 39 %. En 30 min, la

perte avoisine les 23 % (WANJEKECHE et al., 2003).

I.5. Utilisation du mucuna

I.5.1. Utilisation du mucuna dans l’alimentation animale

La Mucuna pruriens par sa grande production en biomasse et en graines et sa richesse

en protéines, constitue une bonne source d'aliment potentiel pour les animaux; il est considéré

comme un excellent aliment aussi bien pour les ruminants que pour les non-ruminants qui

n'utiliseraient que les graines préalablement traitées (KANTIONO, 2012).

BUCKLES (1995) a mentionné l'utilisation du Mucuna pruriens comme fourrage à

Madagascar; il est aussi utilisé sous forme d'ensilage et de foin au Brésil et en Argentine

(WHYTE et al., 1953). Selon FERRI (1917), les bœufs préféraient les gousses entières

gousses de Mucuna pruriens tandis que les porcs aiment les graines (BARROT, 1996).

Des essais sur les porcs menés au Benin ont montré qu'une supplémentation avec

100g/jour de graines de Mucuna pruriens préalablement grillées, concassées et trempées

pendant une nuit a permis un gain de poids de 30-50 fois meilleur par rapport aux porcs

témoins nourris sans Mucuna (CIEPCA Newsletter, 1999). Les poulets de chairs en fin de

croissance nourris aux graines crues ou grillées, ont vu leurs performances affectées

défavorablement tandis que les graines bouillies ont permis de produire de bonnes

performances (EMENALON et al., 1998).

I.5.2. Utilisation du mucuna dans l’alimentation humaine

Le mucuna, source de protéines, a longtemps été utilisé comme un plat traditionnel

minoritaire pendant des siècles. Il est toujours utilisé de jours comme plat traditionnel dans

plusieurs pays d'Asie et d'Afrique où il est devenu objet d'étude pour les nutritionnistes,

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12

spécialement en Asie d'où il est originaire (EILITTA et al., 2000). Le mucuna ne pourrait être

utilisé que cuit et en association avec d'autres ingrédients alimentaires comme le maïs ou le

mil dans un rapport de 2 pour 1 ou 3 pour 1(FLORES, 1993).

I.5.3. Utilisation médicinale du mucuna

L’utilisation médicinale de cette légumineuse est le plus souvent rapportée dans la

littérature pour de nombreuses régions du monde. Toutes les parties de cette plante

renferment des composés à activités pharmacologiques (WARRIER et al., 1996). Plusieurs

applications thérapeutiques de mucuna ont été décrites. En effet, Les soies sur les gousses

sont utilisées dans le traitement de morsures de serpents en Inde (SIDDHURAJU

et al.,1996) ; il a été rapporté que le mucuna est utilisé comme expectorant dans le traitement

de la toux, l'asthme et l'infection de la langue. Dans ce dernier cas, c'est le Mucuna

monosperma qui est utilisé (PRAKASH et al., 1987). Pourtant, la plus répandue est son

utilisation contre la maladie de Parkinson (MANYAM, 1995 ; PUGALENTHI et al., 2005).

En effet, la L-Dopa permettrait le soulagement symptomatique de cette maladie par

augmentation de la dopamine au niveau du system nerveux central (EILITTÄ et al., 2003). La

graine était déjà utilisée à cet effet dans l’ancien système médical indien, l’Ayurveda

(MANYAM, 1995). Plus tard, cette pratique a été transposée dans la médecine moderne en

raison de la présence en quantité appréciable de la L-dopa.

Figure 5: Métabolisme de la L-Dopa

Source : DOSSA et al., 2009, ressources alimentaires non conventionnelles

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Partie II

MATERIELS ET

METHODES

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13

II.1. MATERIEL VEGETAL

Les échantillons ont été proposés et fournis par le projet AINA de l’ONG GRET,

travaillant dans l’Androy. Il s’agit des graines de Mucuna pruriens var utilis noire.

II.2. PREPARATION DES GRAINES AVANT ANALYSES

Les graines n’ont pas subi de prélavage. Elles ont été simplement nettoyées au chiffon

pour enlever les tâches se trouvant sur leur tégument. Pour les graines traitées par le trempage,

elles ont été séchées dans un séchoir solaire (Annexe 2) pendant 48 heures à des températures

d’environ 30 à 40° C. Ensuite elles ont subi un broyage mécanique pour être réduites en

poudre.

II.2.1. TRAITEMENTS DES GRAINES

Douze (12) traitements physico-chimiques, présentés dans le tableau 4, visant à réduire

et/ou éliminer la L-dopa, ont été appliqués. Afin d’obtenir des résultats reproductibles, chaque

traitement a été répété 5 fois.

Il s’agit de :

- traitement mécanique : le dépelliculage (Traitements VII et VIII)

- traitement physique : les séries de trempage seul (Traitement I et II), trempage suivi

d’ébullition 1 h (Traitement III et IV), trempage +ébullition 30 min et retrempage

pendant 6 et 12 min (Traitement V), la torréfaction (Traitement VI)

- traitement chimique : Trempage utilisant le bicarbonate 0,2 % (Traitement IX et X) et

les cendres de bois (Traitement XI et XII).

Dans le cas des séries de trempage, la quantité d’eau a été fixée à 200 ml pour 100 g

de graines et les traitements ont été appliqués seuls et/ou combinés.

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II.2.2. Traitements physiques

Il s’agit des traitements appliquant le trempage et la torréfaction. Ils sont mentionnés

dans le tableau 3.

Tableau 3: Les traitements physiques appliqués aux graines de Mucuna

Traitements Signification

Traitement I Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau froide

Traitement II Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau chaude

Traitement III Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau chaude +1H d’ébullition

Traitement IV Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau froide +1H d’ébullition

Traitement V Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau froide pendant 24h, puis

ébullition pendant 30 min et retrempage dans 200 ml d’eau froide pendant 6h et 12h

Traitement VII Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau froide + dépelliculage

Traitement VIII Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau chaude + dépelliculage

Traitement VI Torréfaction des graines pendant 5, 6 et 8 min

II.2.3. Traitements chimiques

Des produits chimiques comme le bicarbonate et les cendres sont utilisés à des

concentrations décrites ci-dessous :

Pour la solution de bicarbonate, la concentration de 0,2 % a été inspirée des expériences

réalisées par VADIVEL et al.(2009).

Pour la solution de cendres de bois (UKACHUKWU et al., 2003) le rapport P/V de

25/1000 (25grammes de cendres dans 1litre d’eau) a été choisi de façon à ce que la

concentration n’est ni trop élevée ni trop faible.

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Tableau 4: Traitements des échantillons

Traitements Physiques Traitements Chimiques

Traitements Signification durée Traitements Signification durée

I Trempage de 100g d’échantillon dans 200 ml

d’eau froide

1h-12h-24h IX Trempage de 100g d’échantillon dans

200ml de solution froide de bicarbonate

0,2%

1h-12h-24h

II Trempage de 100g d’échantillon dans 200 ml

d’eau chaude

1h-12h-24h X Trempage de 100 g d’échantillon dans

200ml de solution chaude de bicarbonate

0,2 %

1h-12h-24h

III Trempage de 100g d’échantillon dans 200ml

d’eau chaude +1H d’ébullition

1h-12h-24h XI Trempage de 100g d’échantillon dans

200ml d’eau froide plus ajout de cendres

25 g/l

1h-12h-24h

IV Trempage de 100g d’échantillon dans 200 ml

d’eau froide +1H d’ébullition

1h-12h-24h XII Trempage de 100g d’échantillon dans

200ml d’eau chaude plus ajout de cendres

25g/l

1h-12h-24h

V Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml

d’eau froide pendant 24H,puis ébullition pendant

30mn et retrempage dans 200 ml d’eau froide

pendant 6H et 12H

6h-12h

VI Torréfaction de 100g d’échantillon 5min-6min-

8min

VII Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml

d’eau froide + dépelliculage

1h-12h-24h

VIII Trempage de 100g d’échantillon dans 200 ml

d’eau chaude + dépelliculage

1h-12h-24h

Ce qui fait, au total, 180 échantillons dont 175 traités et 5 non traités

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16

A la fin de chaque traitement, les graines ont été séchées dans un séchoir solaire

indirect pendant 48h à des températures entre 30 et 40° C. L’état des graines séchées est

reconnaissable par leur aspect craquant et les téguments plus ou moins faciles à enlever.

Ensuite, elles sont réduites en poudre à l’aide d’un broyeur mécanique et stockées dans des

bocaux fermés hermétiquement, prêtes pour les analyses. Chaque bocal a été codé selon les

différents traitements.

Les effets de la durée et du type de traitement sur la modification de la teneur en

L-Dopa et sur la valeur nutritionnelle dans les graines ont été suivis.

II.3. DETERMINATION DE LA VALEUR NUTRITIONNELLE

II.3.1. Mesure de la teneur en eau

La méthode consiste à mesurer la perte en eau de l’échantillon par dessiccation à

l’étuve à une température de 103±2°C (AFNOR, 1993).

Une quantité de 5g de poudre de chaque graine traitée est introduite dans une capsule

sèche. Le tout est par la suite mis à l’étuve à 103 ± 2°C pendant 24h. Des pesées sont

effectuées régulièrement toute les heures jusqu’à l’obtention d’une masse constante.

La teneur en eau (H%) en g pour 100 g d’échantillon, est calculée selon la formule :

𝐻% =𝑚1 − 𝑚2

𝑚1 − 𝑚0× 100

m0 : masse en g de la capsule vide

m1 : masse en g de la prise d’essai et de la capsule avant séchage

m2 : masse en g de la prise d’essai et la capsule après séchage

La teneur en matière sèche (MS %) en g pour 100 g d’échantillon est ensuite déduite

selon la formule :

𝑀𝑆% = 100 − 𝐻%

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II.3.2. Détermination de la teneur en protéines totales

Elle est réalisée selon la méthode de KJELDAHL (AFNOR, 1993). Il s’agit d’une

méthode indirecte de dosage des protéines par détermination de la quantité d’azote des

protéines à l’état minéral. La méthode passe par 3 étapes : la minéralisation, la distillation et

le dosage de l’ammoniac libéré.

0,3g d'échantillon, 10 ml d'acide sulfurique concentré 98 % et 0,7g de catalyseur

(mélange de CuSO4 et K2SO4) sont introduits dans un matras du minéralisateur. Le tout est

chauffé jusqu'à ce que son contenu devienne limpide, soit environ 6 h.

Après refroidissement, le minéralisât ainsi que l'eau de rinçage du matras, sont

transvasés dans le tube du distillateur en présence de soude 30 %. Le distillat est recueilli dans

un bécher contenant 10 ml d'acide borique 4 % et 2 gouttes de réactif de Tashiro.

Enfin le distillat contenant l'ammoniac est dosé avec une solution d'acide sulfurique

0,1N jusqu'au virage de la coloration au rose. Le volume d'acide sulfurique nécessaire est

noté. La teneur en azote total, N %, est calculée comme suit:

𝑁% =(𝑉 − 𝑉0) × 𝑁 × 0,014

𝑚× 100

V0 : Volume en ml de la solution d’acide sulfurique nécessaire pour obtenir le virage de

l’essai à blanc.

V : Volume en ml de la solution d’acide sulfurique nécessaire pour obtenir le virage de la

prise d’essai.

N : Normalité de la solution d’acide sulfurique utilisée lors du titrage (0,1N)

m : masse en g de l’échantillon

La teneur en protéines totales correspondante, P %, est obtenue en multipliant la

teneur en azote total par le facteur de conversion 6,25, sachant que les protéines sont

constituées par 16 % d’azote (ADRIAN, 1995).

𝑃 % = 𝑁 % × 6,25

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La teneur en protéines ainsi obtenue est rapportée à la matière sèche des échantillons.

II.3.3. Dosage de la teneur en lipides

La méthode de dosage gravimétrique utilisant le n-hexane comme solvant pour

extraire la matière grasse a été mise en œuvre. Après évaporation du solvant, le résidu est

séché puis pesé (WOLFF, 1991).

Dans une cartouche à extraction et recouverte d'un tampon de coton dégraissé, 5g de

poudre d'échantillon y sont introduits. La cartouche est placée dans le soxhlet muni d'un

système réfrigérant ascendant et d'un ballon à col rodé préalablement séché et taré. Le n-

hexane est versé dans le soxhlet jusqu'à un volume recouvrant la cartouche, soit environ les

2/3 du ballon (NFV 03-908,1998). Le tout est placé sur un chauffe-ballon à une température

de 40 à 45°C pendant 8h. L'ébullition est stabilisée par des billes de verre. Le solvant

d'extraction s'évapore à travers le soxhlet, se condense au niveau du réfrigérant, siphonne et

retourne dans le ballon, apportant avec lui les résidus lipidiques. Ce cycle se répète plusieurs

fois. Ensuite, le solvant est éliminé par évaporation à l’aide du Rotavapor à 50°C ; à la fin, le

ballon sec contenant la matière grasse est pesé.

La teneur en lipides pour 100 g de matière brute, est obtenue par la formule :

𝐿 % =𝑚2 − 𝑚1

𝑚0× 100

m0 = masse en gramme de l’échantillon

m1 : masse en gramme du ballon avec les billes de verre avant extraction

m2 : masse en gramme du ballon avec les billes de verre et la matière grasse après

extraction

Les valeurs calculées sont ensuite rapportées à la matière sèche correspondante

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II.3.4. Détermination de la teneur en cendres brutes

Une incinération se fait progressivement à une température de 250°C jusqu’à 550°C,

au cours de laquelle les substances organiques sont transformées en H2O et CO2, et le reste

constitue les cendres brutes formées de matières minérales (MULTON, 1991).

5g de farine sont mis dans une capsule d’incinération préalablement tarée, puis

introduits dans le four à moufle dont la température est réglée progressivement jusqu’à 550°C.

Après 5 h d’incinération, les capsules, contenant les cendres brutes, sont refroidies dans un

dessiccateur et pesées.

La teneur, exprimée en g de cendres pour 100 g de matière brute, est calculée par la

formule suivante:

𝐶𝐵% =𝑚2 − 𝑚0

𝑚1 − 𝑚0× 100

CB% : Teneur en cendres brutes

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

La teneur en cendres obtenue est ensuite rapportée à la matière sèche.

II.3.5. Détermination de la teneur en glucides totaux

La teneur en glucides totaux (MS) 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

(GREENFIELD et SOUTHGATE, 1992)

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La formule suivante permet d’obtenir ce taux de glucides, en g pour 100 g de matière

sèche.

𝐺𝑇% = 100 − (𝐻% + 𝑃% + 𝐿% + 𝐶𝐵%)

GT % : teneur en glucides totaux en

H% : humidité pour l00g de l'échantillon

P% : teneur en protéines en g pour 100g de matière sèche

L% : teneur en lipides en g pour l00g de matière sèche

CB% : teneur en cendres brutes en g pour l00g de matière sèche

II.3.6. Détermination de la valeur énergétique (GREENFIELD et SOUTHGATE,

1992)

La valeur énergétique globale est l’énergie libérée par la combustion des

macronutriments : protéines, glucides et des lipides contenus dans l’alimentation en tenant

compte de leur coefficient d’ATWATER : 4kcal, 4kcal, et 9 kcal respectivement

Elle est exprimée en kilocalorie (kcal) et calculée à partir de la relation :

𝑬 𝑲𝒄𝒂𝒍 = 𝟒 × 𝑷 + 𝑳 × 𝟗 + (𝟒 × 𝑮𝑻)

Avec :

L : teneur en lipides

P : teneur en protéines

GT : teneur en glucides

II.4. DETERMINATION DE LA TENEUR EN L- DOPA

II.4.1. Préparation de l’extrait (SHAH et al., 2010)

5 g de poudre de graines traitées ont été dégraissées par l’hexane à 40-45°C. Puis, un

extrait aqueux a été préparé à partir de chaque échantillon dégraissé par un procédé de

macération à froid. Après 7 jours, l’extrait a été filtré sur papier Whatman N°1 et ensuite

concentré sous vide.

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II.4.2. Préparation de la gamme étalon et mesure direct de L-Dopa de l’extrait

brut (MODI et al., 2008)

Une solution mère de L-dopa (1µg/ml) a été préparée. 10 mg de L-Dopa référence

sont dissouts dans 5ml d’acide formique à 0,1N et le volume a été ajusté à 100 ml avec l’acide

formique 0,1N. 1ml de cette solution était transféré dans une fiole jaugée de 100 ml, et dilué

jusqu’au trait de jauge avec l’acide formique 0,1N. La gamme étalon avec la concentration de

50 à 800 ng/ml a été préparée à partir de la solution mère. (MODI et al., 2008).

Lecture de la densité optique

Les densités optiques de la gamme étalon et de l’extrait à doser ont été lues à 630 nm

au spectrophotomètre.

Mode de calcul

La teneur en L-Dopa est exprimée en g/100g MS. En reportant les points de la gamme

étalon sur un graphique (avec en abscisse la concentration en L-dopa et en ordonnée la densité

optique mesurée), on peut tracer la droite de régression linéaire dont l'équation est :

DO 630nm = a [L-Dopa] + b

L-Dopa (g /100g MS) = [(DO 630nm - b) x D] / (a x MS)

Avec:

[L-Dopa] : concentration en L-dopa en µg/ml

L-Dopa : quantité de L-dopa en g/l00 g de matière sèche

MS : masse sèche initiale de 1'échantillon à analyser en mg

D : facteur de dilution de l'échantillon

a: pente de la droite de régression

b : ordonnée à l'origine de la droite

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Partie III

RESULTATS ET

DISCUSSION

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22

RESULTATS

III.1. Effet des différents traitements sur la valeur nutritionnelle de mucuna

III.1.1. Teneur en eau et en matière sèche

Après étuvage des échantillons, les valeurs de la teneur en eau sont mentionnées dans le

tableau 5 :

Tableau 5: Teneur eau et en matière sèche des échantillons

Humidité MS

(%) (%)

0 Sans traitement (STR) 11,74 88,26

1H 10,18 89,82

12H 9,82 90,18

24H 10,26 89,74

1H 10,57 89,43

12H 9,89 90,11

24H 11,04 88,96

1H 9,21 90,79

12H 10 90

24H 10.42 89,58

1H 9,7 90,3

12H 9,65 90,35

24H 10,1 89,9

6H 9,04 90,96

12H 8,93 91,07

5min 5,83 94,17

6min 5.89 94,11

8min 5,94 94,06

1H 7,62 92,38

12H 8,47 91,53

24H 9,34 90,66

1H 8,08 91,92

12H 8,28 91,72

24H 10,17 89,83

1H 9,84 90,16

12H 10 90

24H 9,8 90,2

1H 10,68 89,32

12H 10,24 89,76

24H 10,11 89,89

1H 9,9 90,1

12H 10,25 89,75

24H 9,86 90,14

1H 9,9 90,1

12H 10,03 89,97

24H 10,79 89,21

XTrempage de 100g d’échantillon dans 200 ml de solution

chaude de bicarbonate 0,2 %.

XITrempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau froide +

ajout de cendres 25 g/l

XIITrempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau chaude +

ajout de cendres 25 g/l

VI

VIITrempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau froide

+dépelliculage 

VIIITrempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau chaude

+dépelliculage 

IXTrempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml de solution froide

de bicarbonate 0,2 %

Torréfaction de 100 g d’échantillon

IIITrempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau chaude

pendant + 1H d’ébullition

IVTrempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau froide

pendant + 1H d’ébullition

V Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau froide

pendant 24H, puis ébullition pendant 30 min et retrempage dans

200 ml d’eau froide pendant 6H et 12H

TraitementSignification

Durée

I

Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau froide

II

Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau chaude

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23

Graines non traitées

Sans traitement, l’humidité des échantillons est de 11,74 %, correspondant à 88,26 % de

matière sèche. Cette teneur en eau, inférieure à 12 %, traduit un bon séchage des graines

permettant une bonne conservation.

. Graines traitées

En général, les teneurs en eau des différents échantillons traités sont inférieures à celle du

mucuna sans traitement, soit 9 à 10 % dans la plupart des cas. Les valeurs les plus faibles,

environ6%, sont celles obtenues pour les graines torréfiées, traitement VI, pendant 5 à

8min.Par ailleurs, une baisse de l’humidité est constatée dans les traitements VII et VIII

(trempage suivi de dépelliculage) dont les moyennes avoisinent les 8 %. Néanmoins, tous les

traitements diffèrent peu et les écarts sont minimes.

III.1.2. Teneurs en lipides

Les teneurs en lipides des graines non traitées et traitées sont présentées dans le tableau 6.

Graines non traitées

La teneur en lipides des graines non traitées est de 5,96 % MS. Cette valeur est

nettement supérieure à celles trouvées par ANDRIAMASINANDRAINA (2012) et

ANDRIANIRINA(2015) pour la même variété, qui sont respectivement 3,77 % et 4,20 %. De

plus, par rapport aux autres légumineuses protéagineuses, comme les genres Phaseolus,

Vigna, dont les teneurs en matière grasse sont autour de 1 à 3 %, cette valeur est élevée.

Graines traitées

Les valeurs obtenues varient d’un traitement à l’autre. La plupart des traitements

provoque la réduction de la teneur en lipides des échantillons, à part quelques exceptions

(Traitements V : trempage + ébullition + retrempage ; traitement VIII-24H : trempage à l’eau

chaude pendant 24 h suivi de dépelliculage ; IX-1H et IX-12H : trempage dans la solution

froide de bicarbonate 0,2 % pendant 1 h et 12 h).

Dans le cas de trempage seul (Traitement I et II) et avec ébullition de 1 h (Traitement III

et IV), les teneurs en lipides des échantillons varient de 4,5 à 5,54 % qui sont respectivement

celles des traitements IV-1H et I-24H. Soit des pertes de 7,12 à 24,53 %.

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24

Pour la torréfaction, la teneur en lipides est entre 4,51 à 5,37 %, soit une respectivement

une réduction de 24,37 et 9,84 %.

Dans le cas des traitements appliquant le dépelliculage (VII et VIII), les teneurs en lipides

sont autour de 5 à 6 % et qui sont inférieures à celle des graines non traitées. Un cas

exceptionnel est rencontré pour le traitement VIII-24H dont la teneur en ce nutriment

augmente de 10,96 % par rapport à celle du STR.

Les teneurs en lipides pour les traitements utilisant les agents chimiques (Traitements

IX, X, XI, XII) sont de 4,3 % (Traitement XI-1H) à 6,53 % MS (Traitement IX-1H). Il semble

que le traitement avec les cendres de bois (Traitements XI et XII) réduit le plus la teneur en

lipides des graines que celui avec la solution de bicarbonate 0,2 %. La plus faible teneur en

lipides est observée dans le traitement XI-24H (24,93 % de perte lipidique) dont les graines

sont trempées dans de l’eau froide contenant des cendres de bois pendant 24 h.

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25

Tableau 6 : Teneur en lipides des échantillons

Traitements Procédés Durée Teneur en

Lipides

(%MS)

Perte /

Gain (%)

0 Sans traitement 5,96 0

I Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml

d’eau froide

1H 4,51 -24,36

12H 4,81 -19,33

24H 5,54 -7,12

II Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml

d’eau chaude

1H 4,68 -21,42

12H 4,84 -18,86

24H 4,62 -22,56

III Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml

d’eau chaude +1H d’ébullition

1H 5,41 -9,3

12H 5,38 -9,73

24H 4,96 -16,84

IV Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml

d’eau froide t +1H d’ébullition

1H 4,5 -24,53

12H 5,44 -8,77

24H 4,57 -23,32

V Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml

d’eau froide pendant 24H, puis ébullition pendant

30 min et retrempage dans 200 ml d’eau froide

pendant 6H et 12H

6H 6,57 +10,21

12H 6,67 +11,84

VI Torréfaction de 100 g d’échantillon 5min 5,37 -9,84

6min 4,99 -16,29

8min 4,51 -24,37

VII Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml

d’eau froide + dépelliculage

1H 4,53 -23,97

12H 5,78 -3,03

24H 4,73 -20,7

VIII Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml

d’eau chaude + dépelliculage

1H 5,74 -3,63

12H 4,97 16,59

24H 6,61 +10,96

IX Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml de

solution froide de bicarbonate 0,2 %

1H 6,53 +9,64

12H 6,22 +4,32

24H 4,65 -22

X Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml de

solution chaude de bicarbonate 0,2 %

1H 5,79 -2,89

12H 5,77 -3,23

24H 5,44 -8,77

XI Trempage de 100g d’échantillon dans 200 ml

d’eau froide +ajout de cendres 25 g/l

1H 4,3 -27,89

12H 5,77 -3,16

24H 4,47 -24,93

XII Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml

d’eau chaude + ajout de cendres 25 g/l

1H 4,64 -22,15

12H 4,54 -23,78

24H 5,19 -12,91

Le signe négatif signifie une perte

Le signe positif indique un gain

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26

III.1.3. Teneurs en protéines

Les teneurs en protéines de mucuna traités et non traités sont présentées dans le

tableau 7.

Graines non traitées

La teneur en protéines par rapport à la matière sèche des échantillons non traités est

de 25,57 %, ce qui est comparable à la valeur trouvée par ANDRIANIRINA (2015) pour la

même variété qui est de 25,87 % et nettement inférieure à celle obtenue par

ANDRIAMASINANDRAINA (2012) pour la même variété qui est de 28,91 %.

Graines traités

Les teneurs en protéine des graines de mucuna traitées sont entre 21,27 % (traitement

XII-1H) et 27,63 % (traitement VIII-24H). Ces valeurs correspondent respectivement à une

perte de 16,83 % et une augmentation de 8,05 % de protéines par rapport aux graines non

traités (STR).

Dans la majorité des cas, il y a une diminution des teneurs en protéines, sauf dans les

traitements où les graines ont subi un dépelliculage notamment dans les traitements VII-12H/

24H (augmentation de 1 à 5 %) et VIII-12H/ 24H (augmentation de 7 à 8 %).

Pour les séries de trempage (seul ou avec ébullition), la perte en protéines est

de 2,04 % (Traitement II-24H) à 12,26 % (Traitement IV-12H).

Pour la torréfaction, la réduction est de 3 à 8 %

Dans le cas de trempage suivi de dépelliculage (Traitements VII et VIII), des

gains sont observés (valeurs positives) sauf pour les durées de traitement 1H où il y a une

perte de 0,35 (Traitement VIII-1H) à 0,47 % (Traitement VII-1H).

Dans les cas de trempage des graines dans la solution de bicarbonate 0,2 %

(Traitements IX et X)

- Solution froide : la perte en protéines va de 1,74 (Traitement IX-24H) à

10,05 % (Traitement IX-1H).

- Solution chaude : la réduction est de 4 à 11 %

Dans le cas de trempage avec de cendres (Traitements XI et XII), à froid, une

perte de protéines de 9 à 12 % est notée tandis qu’à chaud la réduction atteint

les 17 % (Traitement XII-1H).

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27

Il semble que le traitement utilisant les cendres de bois engendre la plus de pertes en

protéines.

Tableau 7 : Teneur en protéines des échantillons (%MS)

Traitements Procédés Durée Teneur en

protéines

(%MS)

Pertes /

Gains (%)

0 Sans traitement 25,57 0,00

I Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau froide 1H 24,32 -4,89

12H 24,51 -4,13

24H 24,77 -3,14

II Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau chaude 1H 24,00 -6,13

12H 23,47 -8,22

24H 25,05 -2,04

III Trempage de 100g d’échantillon dans 200 ml d’eau chaude

+1H d’ébullition

1H 23,68 -7,41

12H 24,73 -3,29

24H 24,37 -4,70

IV Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau froide t

+1H d’ébullition

1H 23,16 -9,43

12H 22,44 -12,26

24H 24,22 -5,29

V Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau froide

pendant 24H,puis ébullition pendant 30 min et retrempage

dans 200 ml d’eau froide pendant 6H et 12H

6H 24,05 -5,95

12H 25,20 -1,43

VI Torréfaction de 100 g d’échantillon 5min 24,59 -3,83

6min 23,62 -7,64

8min 24,68 -3,48

VII Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau froide +

dépelliculage

1H 25,45 -0,47

12H 26,93 +5,31

24H 25,87 +1,16

VIII Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau chaude +

dépelliculage

1H 25,48 -0,35

12H 27,47 +7,44

24H 27,63 +8,05

IX Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml de solution

froide de bicarbonate 0,2 %

1H 23,00 -10,05

12H 24,92 -2,54

24H 25,13 -1,74

X Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml de solution

chaude de bicarbonate 0,2 %

1H 23,71 -7,28

12H 24,60 -3,79

24H 22,68 -11,30

XI Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau froide +

ajout de cendres 25 g/l

1H 23,34 -8,72

12H 22,59 -11,66

24H 23,30 -8,87

XII Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau chaude +

ajout de cendres 25 g/l

1H 21,27 -16,83

12H 23,83 -6,82

24H 23,15 -9,47

Le signe négatif signifie une perte

Le signe positif indique un gain

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III.1.4. Teneurs en cendres brutes

Les teneurs en cendres des échantillons non traités et traités sont rapportées dans le

tableau 8.

Graines non traitées

La teneur en cendres des graines non traitées est de 3,97 % MS. C’est une valeur assez

élevée par rapport à celle d’ANDRIANIRINA (2015) qui est de 2 %. Pourtant, elle est

comparable à celle obtenue par ANDRIAMASINANDRAINA (2012) qui est de 4,11 %.

Graines traitées

Tous les traitements appliqués aux graines de mucuna ont entraîné une perte de leurs

teneurs en cendres brutes.

La perte maximale en minéraux est constatée dans le traitement III-12H (Trempage

des graines dans de l’eau chaude pendant 12 h et bouillies pendant 1 h). La réduction y est de

31,17 %.

Dans le cas des trempages avec la solution de bicarbonate 0,2 % (Traitements IX et X)

et ceux avec de l’eau contenant des cendres de bois, la teneur en cendres avoisines celles des

graines non traitées qui est de 3,97 %.

De même pour le cas de la torréfaction (VI), les traitements avec dépelliculage (VII et

VIII) et le traitement V (Trempage + ébullition + retrempage), dont les valeurs sont autour de

3,40 % majoritairement.

Il semble que les trempages seuls (Traitement I et II) et /ou les trempages avec

ébullition 1 h (Traitements III et IV) affectent le plus la teneur en cendres des graines, par

comparaison avec les autres traitements.

Dans tous les cas, il n’y a pas de pertes importantes engendrées par les traitements. De

plus, les variations des valeurs sont faibles.

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Tableau 8 : Teneur en cendres brutes des échantillons (% MS)

Traitements Procédés Durée Teneur en

cendres brutes

(%MS)

Pertes /

Gains (%)

0 Sans traitement 3,97 0,00

I Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau

froide

1H 3,35 -15,55

12H 3,28 -17,38

24H 3,27 -17,75

II Trempage de 100g d’échantillon dans 200 ml d’eau chaude 1H 3,32 -16,29

12H 3,28 -17,30

24H 3,04 -23,55

III Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau

chaude +1H d’ébullition

1H 3,19 -19,74

12H 2,73 -31,17

24H 2,93 -26,26

IV Trempage de 100 g d’échantillon dans 200ml d’eau froide

+1H d’ébullition

1H 3,21 -19,22

12H 3,18 -19,96

24H 2,80 -29,56

V Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau froide

pendant 24H, puis ébullition pendant 30 min et retrempage

dans 200 ml d’eau froide pendant 6H et 12H

6H 3,45 -13,18

12H 3,46 -12,84

VI Torréfaction de 100 g d’échantillon 5min 3,48 -12,44

6min 3,45 -13,03

8min 3,88 -2,25

VII Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau

froide + dépelliculage

1H 3,37 -15,01

12H 3,41 -14,14

24H 3,42 -13,97

VIII Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau

chaude + dépelliculage

1H 3,27 -17,52

12H 3,54 -10,85

24H 3,54 -10,86

IX Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml de solution

froide de bicarbonate 0,2 %

1H 3,35 -15,57

12H 3,62 -8,70

24H 3,69 -7,10

X Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml de solution

chaude de bicarbonate 0,2 %

1H 3,35 -15,66

12H 3,73 -5,95

24H 3,73 -5,95

XI Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau

froide + ajout de cendres 25 g/l

1H 3,82 -3,79

12H 3,84 -3,20

24H 3,84 -3,23

XII Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau

chaude + ajout de cendres 25 g/l

1H 3,62 -8,76

12H 3,70 -6,75

24H 3,98 +0,21

Le signe négatif signifie une perte

Le signe positif indique un gain

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30

III.1.5. Teneurs en glucides totaux

Les teneurs en glucides des graines de Mucuna traitées et non traitées sont présentées

dans le tableau 9.

Graines non traitées

La teneur en glucides totaux du mucuna non traité est de 52,76 %, une valeur

inférieure à celle trouvée par ANDRIANIRINA (2015) qui est de 57,34 % pour cette même

variété. Elle est néanmoins comparable à celle obtenue par ANDRIAMASINANDRAINA

(2012) qui est de 53,39 %.

Graines traitées

Presque la totalité de la teneur en glucides de toutes les graines traitées est supérieure à

celle du mucuna non traité, sauf dans le cas du traitement VIII-24H (Trempage des graines

dans l’eau chaude pendant 24 h puis dépelliculage) où il y a une légère perte de 1,34 % .

Les augmentations sont comprises entre 4,69 % (traitement IX-12H) et 17,6 % (VI-6 min)par

rapport au STR.

Dans le cas de trempage seul des graines (Traitements I et II) la hausse des teneurs en

glucides est de l’ordre de 6 à 11 %.

Le trempage des graines suivi d’ébullition 1h peut augmenter la teneur glucidique

jusqu’à 12,65 % (Traitement IV-1H).

La torréfaction est le traitement qui augmente le plus la teneur en ces macronutriments

jusqu’aux environ de 18 % par rapport au STR.

Dans le cas de traitements VII et VIII (Trempage suivi de dépelliculage), une

augmentation de 5 à 12 % et une légère perte de la teneur en glucides (1,34 %) est obtenue.

Des hausses de teneurs glucidiques inférieures à 10 % sont rencontrées dans le cas de

trempage avec la solution de bicarbonate, alors que l’utilisation des cendres de bois augmente

jusqu’à 14,8 % (Traitement XII-1H).

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31

Tableau 9 : Teneur en glucides totaux des échantillons

Traitements Procédés Durée Teneur en

glucides totaux

(%MS)

Pertes

/Gains

(%)

0 Sans traitement 52,76 0,00

I

Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau froide

1H 57,64 +9,24

12H 57,58 +9,14

24H 56,16 +6,45

II

Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau chaude

1H 57,43 +8,85

12H 58,52 +10,91

24H 56,25 +6,62

III

Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau chaude

+1H d’ébullition

1H 58,51 +10,91

12H 57,16 +8,33

24H 57,32 +8,65

IV

Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau froide t

+1H d’ébullition

1H 59,43 +12,65

12H 59,29 +12,38

24H 58,31 +10,53

V Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau froide

pendant 24H,puis ébullition pendant 30 min et retrempage

dans 200 ml d’eau froide pendant 6H et 12H

6H 56,89 +7,83

12H 55,74 +5,65

VI

Torréfaction de 100 g d’échantillon

5min 60,73 +15,11

6min 62,05 +17,60

8min 61,55 +16,66

VII

Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau froide +

dépelliculage

1H 59,18 +12,16

12H 55,41 +5,03

24H 56,64 +7,36

VIII

Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau chaude +

dépelliculage

1H 57,43 +8,84

12H 55,74 +5,65

24H 52,05 -1,34

IX

Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml de solution

froide de bicarbonate 0,2 %

1H 57,28 +8,56

12H 55,24 +4,69

24H 56,73 +7,53

X

Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml de solution

chaude de bicarbonate 0,2 %

1H 56,47 +7,04

12H 55,66 +5,49

24H 58,04 +10,00

XI Trempage de 100 g d’échantillon dans 200ml d’eau froide +

ajout de cendres 25 g/l

1H 58,64 +11,15

12H 57,55 +9,07

24H 58,53 +10,93

XII Trempage de 100 g d’échantillon dans 200ml d’eau chaude+

ajout de cendres 25 g/l

1H 60,57 +14,80

12H 57,90 +9,74

24H 56,89 +7,83

Le signe négatif signifie une perte

Le signe positif indique un gain

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32

III.1.6. Valeurs énergétiques

Les valeurs énergétiques des échantillons sont récapitulées dans le tableau 10

Graines non traitées

La valeur énergétique des graines de mucuna non traitées est de 366,97 kcal. C’est une

valeur comparable à celles obtenues par ANDRIAMASINANDRAINA (2012) et

ANDRIANIRINA(2015) qui sont respectivement 363,12 et 370,64 Kcal.

Graines traitées

Généralement, les valeurs énergétiques globales des échantillons ne varient pas

significativement au cours des traitements. Elles restent au voisinage de celle du mucuna non

traité qui est de 366,97 Kcal / 100g MS.

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33

Tableau 10: Valeurs énergétiques des échantillons

Traitements Procédés Durée Energie

(Kcal/ 100g

MS)

Pertes /

Gains (%)

0 Sans traitement 366,97 0,00 I

Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau froide

1H 368,42 +0,39 12H 371,65 +1,28 24H 373,60 +1,81

II

Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau chaude

1H 367,83 +0,23 12H 371,51 +1,24 24H 366,80 -0,05

III

Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau chaude

+1H d’ébullition

1H 377,46 +2,86 12H 375,97 +2,45 24H 371,41 +1,21

IV

Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau froide t

+1H d’ébullition

1H 370,87 +1,06 12H 375,89 +2,43 24H 371,26 +1,17

V Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau froide

pendant 24H,puis ébullition pendant 30 min et retrempage dans

200 ml d’eau froide pendant 6H et 12H

6H 382,90 +4,34

12H

383,79 +4,58 VI

Torréfaction de 100 g d’échantillon

5min 389,63 +6,17 6min 387,58 +5,62 8min 383,27 -4,44

VII

Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau froide +

dépelliculage

1H 378,67 +3,19

12H 381,38 +3,93 24H 372,63 +1,54

VIII

Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau chaude +

dépelliculage

1H 383,28 +4,45 12H 377,57 +2,89 24H 378,21 +3,06

IX

Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml de solution froide

de bicarbonate 0,2 %

1H 379,88 +3,52 12H 376,60 +2,62 24H 369,30 +0,63

X

Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml de solution

chaude de bicarbonate 0,2 %

1H 372,84 +1,60 12H

372,95 +1,63 24H 371,82 +1,32

XI

Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau froide +

ajout de cendres 25 g/l

1H 366,62 0,09 12H 372,48 +1,50 24H 367,54 +0,16

XII

Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau chaude +

ajout de cendres 25 g/l

1H 369,11 +0,58 12H 367,77 +0,22 24H 366,88 -0,03

Le signe négatif signifie une perte

Le signe positif indique un gain

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34

III.2. Effets des différents traitements sur les teneurs en L-DOPA

Les graines de mucuna contiennent bel et bien de L- Dopa, confirmant les résultats d’autres

auteurs (VADIVEL et al., 2007 ; GURUMOORTHI et al., 2008 ; WANJEKECHE et

al.,2003). Le tableau 11 illustre les teneurs en cet élément, pour les échantillons traités et non

traités.

Tableau 11: Teneurs en L-Dopa des échantillons et pertes après différents traitements

* : valeur de p (significativité statistique) des pertes en L-Dopa par rapport aux graines non traitées

Le signe négatif signifie une perte

Le signe positif indique un gain

Traitements Explications Duré

es

L Dopa

(%MS)

Pertes /

Gains (%)

Valeurs

P/STR*

0 Sans traitement (STR) 6,38±0,25 0,00

I

Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau

froide

1H 6,32±0,18 -0,97 0,671

12H 6,18±0,14 -3,19 0,205

24H 5.96±0,39 -6,58 0,018

II

Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau

chaude

1H 6,28±0,27 -1,57 0,484

12H 6,10±0,15 -4,37 0,109

24H 5,96±0,15 -6.60 0,042

III

Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau

chaude + 1H d’ébullition

1H 5,92±0,15 -7,28 0,034

12H 5,57±0,11 -12,75 0,007

24H 5,39±0,14 -15,46 0,004

IV

Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau

froide + 1H d’ébullition

1H 5,96±0,19 -6,59 0,042

12H 5,70±0,19 -10,58 0,012

24H 5,60±0,08 -12.23 0,008

V Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau

froide pendant 24H,puis ébullition pendant 30 min et

retrempage dans 200 ml d’eau froide pendant 6H et 12H

6H 5,34±0,28 -16,33 0,003

12H 4,73±0,40 -25,83 0,001

VI

Torréfaction de 100 g d’échantillon

5min 4,31±0,16 -32,44 0,000

6min 3,89±0,26 -39,06 0,000

8min 3,38±0,48 -46,95 0,000

VII

Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau

froide + dépelliculage

1H 6,61±0,14 +3,64 0,154

12H 6,59±0,11 +3,24 0,181

24H 6,55±0,26 +2,68 0,254

VIII

Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau

chaude + dépelliculage

1H 6,73±0,26 +5,55 0,064

12H 6,72±0,17 +5,34 0,068

24H 6.60±0,20 +3,44 0,167

IX

Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml de solution

froide de bicarbonate 0,2 %

1H 5,78±0,23 -9,38 0,016

12H 4.71±0,02 -26,19 0,001

24H 4,07±0,01 -36,22 0,000

X

Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml de

solution chaude de bicarbonate 0,2 %

1H 5,80±0,06 -9,14 0,018

12H 4,58±0,00 -28,26 0,001

24H 3,43±0,13 -46,26 0,000

XI

Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau

froide + ajout de cendres 25 g/l

1H 5,92±0,45 -7,14 0,034

12H 5,10±0,00 -20,06 0,002

24H 4,81±0,00 -24,61 0,001

XII

Trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau

chaude + ajout de cendres 25 g/l

1H 5,85±0,42 -8,23 0,024

12H 5,05±0,11 -20,85 0,002

24H 4,80±0,24 -24,79 0,001

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35

III.2.1. Sans traitement

La teneur en L-Dopa de l’échantillon non traité est de 6,38 % MS. Cette valeur est

comparable à celle obtenue par VADIVEL et al., (2007) qui est de 6,33 % MS pour la même

variété. Elle est cependant supérieure à celle obtenue par ANDRIANIRINA (2015) qui est de

4,73 %.

III.2.2. Effets des différents traitements

Il est noté que presque tous les traitements appliqués aux graines ont pu modifier la

teneur en L-Dopa des échantillons.

Dans la plupart des cas, cette teneur diminue. Néanmoins, il y a quelques séries de

traitement qui ont entraîné une augmentation de la concentration en ce facteur

antinutritionnel.

Mais dans tous les cas, il n’y a pas eu élimination totale de la L-Dopa dans les graines. Les

pertes ne dépassent pas les 50 %. Par ailleurs, certains traitements affectent de manière

significative la teneur en cette molécule (p<0,05) à savoir les séries de trempage suivi

d’ébullition (Traitements III, IV et V) ; la torréfaction (Traitement VI) et ceux utilisant des

agents chimiques (Traitements IX, X, XI et XII), tandis que d’autres sont moins efficaces

(p>0,05) notamment les séries de trempage seul (Traitements I-1H et I-12H ; II-1H et II-12H)

et les trempages suivis de dépelliculage (Traitements VII et VIII).

III.2.2.1. Etudes comparatives de l’efficacité de l’ajout d’additifs dans la

réduction de L-Dopa du mucuna

III.2.2.1.1. Utilisation du bicarbonate

Le tableau 12 montre l’efficacité du trempage avec ajout de bicarbonate par rapport au

trempage seul.

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36

Tableau 12 : Comparaison des traitements I vs IX et II vs X

Traitements Différence en L-Dopa

(%MS)

Valeur de P au seuil

de 0,05

Etat de l’eau

I-1Hvs IX-1H 0,54 0,002

FROIDE I-12Hvs IX-12H 1,47 0,000

I-24Hvs IX-24H 1,73 0,016

II-1Hvs X-1H 0,48 0,016

CHAUDE II-12Hvs X-12H 1,52 0,044

II-24Hvs X-24H 2,53 <0,0001 Traitements I et II : trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau froide (Traitement I) ou d’eau chaude (Traitement

II).

Traitements IX et X: trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml de solution, froide (Traitement IX) ou chaude (Traitement

X), de bicarbonate 0,2 %.

Il ressort du tableau 12 que dans tous les cas, la différence entre ces 2 traitements est

nettement significative. Ce fait signifie que le rôle du bicarbonate dans la réduction de la

L-Dopa par trempage est non négligeable même en une courte durée (1h), aussi bien à l’eau

froide qu’à l’eau chaude.

III.2.2.1.2. Utilisation de cendres de bois

L’efficacité du trempage avec ajout de cendre de bois par rapport au trempage seul est

mentionnée dans le tableau 13.

Tableau 13 : Comparaison des traitements I vs XI et II vs XII

Traitements différence en L-Dopa

(% MS)

Valeur de P au seuil

de 0,05

Etat de l’eau

I-1Hvs XI-1H 0,39 0,268

FROIDE I-12Hvs XI-12H 1,08 0,001

I-24Hvs XI-24H 0,99 0,048

II-1Hvs XII-1H 0,42 0,179

CHAUDE II-12Hvs XII-12H 1,05 <0,0001

II-24Hvs XII-24H 1,16 <0,0001 Traitements I et II : trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau froide (Traitement I) ou d’eau chaude (Traitement II)

Traitements IX et X: trempage de 100 g d’échantillon dans 200 ml d’eau, froide (Traitement IX) ou chaude (Traitement X),

contenant de cendres de bois à 25 g/l.

En 1h de trempage, aussi bien à l’eau froide qu’à l’eau chaude, la différence entre les 2

types de traitements n’est pas significative (p>0,05). En revanche, à partir de 12h de

trempage, leur différence est significative. Ainsi il semble que l’action des cendres nécessite

un temps plus long pour agir efficacement. En comparant avec la solution de NaHCO3, la

solution de cendres qui est aussi alcaline est moins efficace. La différence serait probablement

liée au pH de ces 2 additifs. Ainsi la solution de cendres serait moins basique.

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Figure 6 : histogramme récapitulatif des teneurs en L-Dopa des échantillons et pertes après différents traitements

Sans traitement 1 h 12h 24 h pour les séries de trempage (I, II, III, IV, VII, VIII, IX, X, XI, XII)

6h 12h pour le traitement V (Trempage 24 h + ébullition 30 min + retrempage de 6 ou 12 h)

5min 6min 8 min pour la série de torréfaction

-1 %

-1,6

%

-7,3

%

-6,6

%

-16,3

%

-32,4

%

+3,6

%

+5,6

%

-9,4

%

-9,1

%

-7,1

%

-8,2

%-3,2

%

-4,4

%

-12,8

%7

-10,6

%

-25,9

%

-39,1

%

+3,2

%

+5,3

%

-26,2

%

-28,3

%

-20,1

%

-20,9

%

-6,6

%

-6,6

%

-15,5

%

-12,3

%

-47 %

+2,7

%

+3,4

%

-36,2

%

-46,3

%

-24,6

%

-24,8

%

6,38

0

1

2

3

4

5

6

7

8

STR I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

Te

ne

ur

en

L-D

op

a (

%)

Traitements

Teneurs en L-Dopa des échantillons et pertes après différents traitements

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Figure 7: Effet de l'ajout de bicarbonate 0,2% sur la teneur en L-Dopa

La figure 7 présente les effets de l’ajout de bicarbonate dans l’eau de trempage des graines, sur la teneur de la L-Dopa du mucuna. Les

bâtonnets de même couleur représentent les traitements opposés. Ainsi, l’un avec le bicarbonate et l’autre en est dépourvu.

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Figure 8: Effets de l'ajout de cendre de bois sur la teneur en L-Dopa du Mucuna

La figure 8 montre les effets de l’ajout de cendre de bois sur la teneur en L-Dopa du Mucuna pruriens utilis noir. Les bâtonnets ayant la même

couleur sont les traitements antagonistes. Ainsi, l’un sans l’ajout de cendres et l’autre avec (Exemple : cas des traitements I-12 et XI-12.

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40

Tableau 14 : Tableau récapitulatif des effets des traitements sur les caractéristiques

nutritionnelles et la teneur en L-Dopa du mucuna

TRAITEMENTS HUMIDITE

(%)

PROTEINES

(% MS)

LIPIDES

(%MS) CENDRES(%MS)

GLUCIDES

(%MS)

L-Dopa

(%MS)

Perte/ Gain

L-Dopa %

sans traitement

11,74

25,57 5,96 3,97 52,76

6,38

I - 1h 10,18 24,32 4,51 3,35 57,64 6,32 -0,97

I - 12h 9,82 24,51 4,81 3,28 57,58 6,18 -3,19

I - 24h 10,26 24,77 5,54 3,27 56,16 5,96 -6,58

II - 1h 10,57 24 4,68 3,32 57,43 6,28 -1,57

II - 12h 9,89 23,47 4,84 3,28 58,52 6,10 -4,37

II- 24h 11,04 25,05 4,62 3,04 56,25 5,96 -6.60

III - 1h 9,21 23,68 5,41 3,19 58,51 5,92 -7,28

III - 12h 10 24,73 5,38 2,73 57,16 5,57 -12,75

III- 24h 10,42 24,37 4,96 2,93 57,32 5,39 -15,46

IV- 1h 9,7 23,16 4,50 3,21 59,43 5,96 -6,59

IV - 12h 9,65 22,44 5,44 3,18 59,29 5,70 -10,58

IV - 24h 10,1 24,22 4,57 2,80 58,31 5,60 -12.23

V – 6h 9,04 24,05 6,57 3,45 56,89 5,34 -16,33

V – 12h 8,93 25,2 6,67 3,46 55,74 4,73 -25,83

VI - 5 min 5,83 24,59 5,37 3,48 60,73 4,31 -32,44

VI – 6 min 5,89 23,62 4,99 3,45 62,05 3,89 -39,06

VI – 8 min 5,94 24,12 4,51 3,88 61,55 3,38 -46,95

VII – 1 h 7,62 25,3 4,53 3,37 59,18 6,61 +3,64

VII – 12 h 8,47 26,93 5,78 3,41 55,41 6,59 +3,24

VII – 24 h 9,34 25,87 4,73 3,42 56,64 6,55 +2,68

VIII – 1 h 8,08 25,48 5,74 3,27 57,43 6,73 +5,55

VIII – 12 h 8,28 27,47 4,97 3,54 55,74 6,72 +5,34

VIII – 24 h 10,17 27,63 6,61 3,54 52,05 6,60 +3,44

IX – 1 h 9,84 23 6,53 3,35 57,28 5,78 -9,38

IX – 12 h 10 24,92 6,22 3,62 55,24 4,71 -26,19

IX – 24 h 9,8 25,13 4,65 3,69 56,73 4,07 -36,22

X – 1 h 10,68 23,71 5,79 3,35 56,47 5,80 -9,14

X – 12 h 10,24 24,6 5,77 3,73 55,66 4,58 -28,26

X – 24 h 10,11 22,68 5,44 3,73 58,04 3,43 -46,26

XI – 1 h 9,9 23,34 4,30 3,82 58,64 5,92 -7,14

XI – 12 h 10,25 22,59 5,77 3,84 57,55 5,10 -20,06

XI – 24 h 9,86 23,3 4,47 3,84 58,53 4,81 -24,61

XII – 1 h 9,9 21,27 4,64 3,62 60,57 5,85 -8,23

XII – 12 h 10,03 23,83 4,54 3,70 57,90 5,05 -20,85

XII – 24 h 10,79 23,15 5,19 3,98 56,89 4,80 -24,79

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41

DISCUSSION

Teneurs en matière sèche

Parmi les échantillons traités, ceux qui ont subi la torréfaction (traitement VI) ont eu le

maximum de teneurs en matière sèche qui est environ de 94 %. Le grillage des graines de

mucuna entraine une augmentation de leur teneur en MS (DOSSA et al., 1998). En effet, la

torréfaction provoque une forte évaporation de l’eau libre.

Une faible teneur en eau dans les graines dépelliculées (traitements VII et VIII) est

observée, qui pourrait s’expliquer soit au départ de l’eau contenue dans le tégument, soit à

une évaporation facile de l’eau libre en absence de tégument.

La torréfaction et le dépelliculage sont ainsi les traitements qui affectent le plus les

teneurs en eau des graines en les diminuant. Pour les autres traitements, la teneur en eau et la

matière sèche restent respectivement aux environs de 10 % et 90 %, quelle que soit la durée

de traitement.

Teneurs en lipides

Après traitement par trempage et ébullition des graines, les teneurs en lipides baissent

légèrement. Les pertes seraient dues à des phénomènes de lixiviation ou de volatilisation de

substances lipidiques lors de ces procédés (UKACHUKWU et al., 1997 ; SIDDHURAJU

et al., 2005).

Les pertes en lipides des graines trempées dans de l’eau contenant des cendres de bois

et/ou du bicarbonate, sont attribuables à la modification de la perméabilité du tégument par

basicité de l’environnement entrainant la diffusion de ces molécules dans l’eau de trempage.

(VIJAYAKUMARI et al.,1996).

Pour ce qui est des pertes lors de la torréfaction, elles seraient dues à la libération des

lipides des cellules puis exsudation en surface de ces molécules (HTTP 1).

Les teneurs les plus élevées en lipides sont observées dans le cas du traitement V dont

les échantillons ont subi une série de trempages suivie d’une ébullition puis retrempage. Pour

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ces traitements, les valeurs sont de l’ordre de 6,5 %. L’interprétation apparaît difficile du fait

que la plupart des auteurs sont unanimes sur l’effet de la réduction des teneurs en matière

grasse dans les graines bouillies dans l’eau ou dans des solutions (UDEDIBIE et al., 1994 ;

UKACHUKWU et al., 1997 ; WANJEKECHE et al., 2003 ; SIDDHURAJU et al., 2005 ;

VADIVEL et al., 2009). Dans ce cas, ce fait pourrait s’expliquer par une diffusion plus

importante, notamment lors du retrempage, des éléments hydrosolubles par rapport aux

molécules lipidiques des graines dans l’eau de trempage, entrainant la concentration des

lipides.

Teneurs en protéines

Une diminution de teneur en protéines dans les traitements VI est constatée, dont les

graines sont torréfiées. La teneur en protéines après torréfaction pendant 8 min est de

24,68 %, soit une perte de 3,48 %. Cette diminution serait due à la carbonisation d’une grande

partie des protéines, caractérisée par l’aspect brunâtre des graines. En fait, les protéines sont

dénaturées par la chaleur et se décomposent en acides aminés. Ceux-ci sont soit dégradés, soit

ils participent aux réactions de Maillard avec les sucres pour donner certains composés

aromatiques qui ne répondent pas au dosage spécifique des protéines (HTTP 1).Cependant,

ces résultats sont contradictoires à ceux trouvés par DOSSA et al. (1998) ; EMENALOM et

al. (2005) qui rapportent une augmentation de la teneur en protéines des graines traitées, de

4,90 % à 7 % pour la même variété.

Une diminution est observée aussi pour les graines trempées dans la solution de

bicarbonate et de cendres (traitement IX-X-XI-XII), effet dû probablement à la diffusion des

molécules protéiques à travers le tégument, modifié structurellement par ces additifs. Il y

aurait une modification de la perméabilité du tégument due à l’environnement ionique créé

par la solution de NaHCO3 (VIJAYAKUMARI et al., 1996) et les cendres de bois.

Dans le cas de trempage suivi d’ébullition pendant 1 heure, des pertes de 3 à 12 % ont

été enregistrées, résultats qui corroborent ceux obtenus par UKACHUKWU et al. (1997), une

réduction significative des taux de protéines par cuisson pendant 1h30. En outre, le trempage

des graines avant leur cuisson pendant 60 min a entraîné les mêmes effets qui est de 6,5 % de

réduction du taux de protéines (EMENALOM et al., 2005 ; ADEWALE et al., 2007).

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Par contre, des augmentations de la teneur en protéines dans les traitements avec

dépelliculage sont constatées. Dans le cas des traitements VIII-24H (trempage dans de l’eau

chaude pendant 24 h suivie d’une dépelliculage), la teneur est passée de 25,57 à 27,63 %.

Cette hausse peut être expliquée par la localisation des protéines surtout dans les cotylédons.

L’enlèvement du tégument entraine une augmentation de la concentration des protéines.

Teneur en cendres brutes

A titre de comparaison, les teneurs en minéraux des céréales avoisinent le 1,8 %

(FEINBERG, 1991). Comparé à d’autres légumineuses comestibles, dont les teneurs en

cendres varient de 4,25 % à 7.64 % respectivement pour l’ambrevade et le dolique blanc

(ANDRIANIRINA, 2015), le mucuna a une teneur modeste en ces éléments.

Les traitements par des solutions de bicarbonate et par de l’eau contenant des cendres

n’ont pas entrainé une variation significative des teneurs en cendres des graines (traitement

IX-X-XI-XII) : les valeurs avoisinent celle du mucuna non traité qui est de 3,93 % en raison

de la concentration et de la saturation de l’eau de trempage.

En revanche, une diminution à degré plus ou moins important est observée pour les

autres traitements appliquant le trempage (traitement I-II-III-V-VII-VIII). Par exemple, dans

le cas du traitement III, la perte atteint 31, 17 %, valeur très élevée par rapport à aux résultats

de DOSSA et al. (1998), une réduction 0,3 % de la teneur en cendre après ébullition des

graines pendant 1h sans trempage.

Il est remarqué que dans un même traitement, plus la durée de trempage augmente,

plus il y a perte de cendres du fait de la diffusion des éléments minéraux dans l’eau.

Il en est de même en ce qui concerne la torréfaction qui entraîne une baisse de la

teneur en cendres.

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Teneur en Glucides totaux

Il est noté que presque tous les traitements appliqués ont fait augmenter la teneur en

glucides des graines de mucuna. Ainsi, les traitements thermiques ou hydrothermiques subis

par les graines améliorent leur taux en glucides (WANJEKECHE et al., 2003 ;

PUGALENTHI et al., 2005). La baisse de la teneur en glucides totaux au niveau du traitement

VIII-24H pourrait s’expliquer par la perte des téguments, qui sont constitués par des

molécules glucidiques (pectine et hémicellulose).La teneur en glucides diminue de 52,76 à

52,05 %.

Par ailleurs, les teneurs en glucides se calculent par la méthode de différence. Ainsi

elles dépendent de celles des autres constituants de la matière sèche (lipides, protéines,

cendres brutes). Par conséquent, la diminution de ces derniers entraine l’augmentation de la

teneur glucidique des échantillons traités.

Effets des traitements physico-chimiques sur la teneur en L-Dopa des graines

La teneur moyenne en L-Dopa des graines de mucuna est de 6, 38 %.

Les traitements n’ayant pas d’effet significatif sur l’élimination de la L-Dopa

Parmi eux, le trempage seul n’a pas d’effet significatif dans la réduction de ce

Facteur antinutritionnel (FAN) notamment en moins de 24 h. Les valeurs restent autour de

6 %, même au bout de 12h de trempage quelle que soit la température de l’eau (chaude ou

froide). L’effet de trempage n’est statistiquement efficace qu’au bout de 24 h (I-24H :

p=0,018 ; II-24H : p=0,042). Les raisons seraient la faible perméabilité des téguments des

graines de mucuna et la forte concentration de la L-dopa dans les cotylédons

(PUGALENTHI et al., 2005). Ainsi le tégument épais du mucuna est difficile à traverser

par la L-Dopa et la réduction de cette molécule n’est effective qu’au bout de 24 h. Selon

DAHOUDA et al. (2009), les taux d’extraction des facteurs antinutritionnels par trempage

sont généralement faibles, surtout pour les graines entières.

Concernant le trempage suivi de dépelliculage, les teneurs en L-Dopa des

graines ne varient pas significativement par rapport au STR (p>0,05).Les valeurs

supérieures à celles des graines non dépelliculées s’expliquent par le fait que les

molécules de L-Dopa sont surtout concentrées dans les cotylédons.

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Les traitements ayant des effets réducteurs significatifs de la L-Dopa

Tous les traitements restants ont pu diminuer significativement la teneur en L-Dopa des

graines de mucuna.

Dans le cas de trempage (1h, 12h, 24h) suivi d’ébullition pendant 1h (traitement III

et IV) : les taux de L-Dopa passent respectivement de 6,38 % à 5,92 % et 5,96 % ;

ces pertes, quoique minimes, sont significatives.

Le trempage, le plus long, pendant 24h suivi d’une ébullition 1h a permis d’obtenir une perte

d’environ 15 % (III-24H : p=0,004 ; IV-24H : p=0,008).

Ces résultats sont différents de ceux obtenus par d’autres auteurs (VADIVEL et al., 2007 ;

WANJEKECHE et al., 2003) pour la même variété, une perte respectivement de 39 % et

23 % avec une ébullition seule pendant une 1 h et 30 min.

Ainsi, l’ébullition de 1h permet de réduire significativement la L-Dopa. Il y aurait dégradation

partielle du tégument de la graine par la chaleur humide, laissant passer plus facilement les

molécules à travers cette barrière. En outre, l’ébullition favoriserait la dénaturation de la L-

Dopa.

Parallèlement, dans les traitements V-6H et V-12H, un trempage de 24 h suivi

d’ébullition 30 min avec un retrempage de 6h et/ou 12h réduit encore plus et

significativement la teneur en L-Dopa des graines (V-6H : p=0,003 ; V-12H : p=0,001), avec

des pertes respectivement de 16 à 26 %. L’explication est semblable à celle des traitements

précédents, mais le retrempage après ébullition accentue la réduction en cette molécule.

La torréfaction et le traitement avec la solution de bicarbonate 0,2 % ont

permis d’obtenir le plus de perte en L-Dopa : les graines torréfiées pendant 8 min perdent

jusqu’à 46,95 % de L-Dopa. Les études comparables, faites par VADIVEL et al. (2007), ont

montré qu’une torréfaction de 30 min des graines entières diminue la teneur en ce FAN de

50%. Dans tous les cas (5 min, 6 min ou 8 min), les niveaux de significativité de différence

par rapport au STR sont très élevés (p=0,000). Ces importantes pertes seraient dues aux

dégradations de L-Dopa par la forte chaleur, qui engendrent une modification de leurs

propriétés et/ou de leurs activités. Selon SIDDHURAJU et al. (1996), la chaleur sèche serait

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46

très efficace pour la réduction des teneurs en L-dopa en raison de la racémisation de la

molécule.

Dans le cas de trempage des graines dans la solution de bicarbonate 0,2 % : la

perte en L-Dopa est significative quelle que soit la durée et la température de trempage. Avec

un trempage pendant 24 h, on obtient une baisse de la teneur en cette molécule jusqu’à

46,26 % (traitement X-24H ; p= 0,000). Une étude récente a montré qu’un trempage pendant

4 h à température ambiante de la chambre (32°C) réduit de 66 % la concentration en L-dopa

(VADIVEL et al., 2009). Ce niveau de réduction serait attribuable à la dégradation partielle

de la structure du tégument des graines par la solution de NaHCO3. En effet, il y aurait une

modification de la perméabilité des téguments due à l’environnement ionique, notamment un

changement de pH, créé par cette solution (VIJAYAKUMARI et al., 1996). D’après

NYIRENDA et al.(2003), ce phénomène est vraisemblablement dû au fait que le bicarbonate,

basique, favorise la dégradation des parois ligneuses des téguments. En fait, le tégument des

graines est fait d’un assemblage de cellules jointes par la pectine et l’hémicellulose. Ces

dernières contiennent des ions calcium (Ca2+

) et de magnésium (Mg2+

) qui renforcent sa

structure. Ainsi durant le trempage, les ions sodium (Na+) du bicarbonate substitueraient ces

ions bivalents. La modification provoque l’attendrissement du tégument et les molécules de

L-Dopa traversent facilement cette paroi.

Cas du trempage avec ajout de cendres de bois à 25 g/l (Traitements XI et

XII) : L’ajout de la cendre a diminué significativement la teneur en L-Dopa du mucuna. Ce,

quelle que soit aussi la durée et la température de trempage. Néanmoins, l’efficacité de ce

type de traitement n’est effective qu’à partir de 12 h de trempage, avec des pertes de plus de

20 % (p=0,002). La perte la plus élevée est celle du traitement XII-24H, qui est de 24,79 %,

avec une valeur de p=0,001. Pourtant, des réductions de 50 % ont été obtenues par

l’utilisation de cendre de rafle de maïs, ou de cendre de fane de niébé (WANJEKECHE et al.,

2003). Ainsi, la nature de la cendre joue un rôle important dans l’élimination de la L-Dopa

utilisant cet additif.

L’explication de ce fait est la même que celle du traitement avec la solution de bicarbonate.

En effet, la cendre (basique) est riche en Na+ qui jouent un rôle majeur dans la dénaturation

du tégument. Cependant, la perte en L-Dopa dans ce type de traitement est inférieure à celle

obtenue par l’usage de bicarbonate 0,2 %. Il est probable que la teneur en Na+ les diffère.

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Le traitement thermique humide est la méthode la plus utilisée pour traiter les graines

de mucuna destinées à la consommation humaine et animale en raison du fait que la plupart

des composés nocifs sont thermolabiles (DAHOUDA et al., 1998). Généralement, la

réduction des teneurs des facteurs antinutritionnels, en particulier la L-dopa, pendant les

traitements thermiques, seraient due à la dégradation et à la dénaturation thermique de ces

composées (SIDDHURAJU et al., 2001). La teneur en L-dopa est significativement réduite

par la chaleur humide (MYHRMAN, 2002), même lorsque les graines sont entières

(WANJEKECHE et al., 2003).

Il est remarqué que dans tous les traitements, le facteur temps joue un rôle important.

En effet, plus la durée est prolongée plus la réduction est efficace. De plus, la température de

trempage (froide ou chaude) influence aussi les traitements et l’eau chaude est plus efficace

que l’eau froide.

Au final, les dix (10) traitements permettant de réduire efficacement et

significativement la teneur en L-Dopa du Mucuna pruriens utilis noir sont synthétisés dans le

tableau 15.

Tableau 15 : Traitements les plus efficaces sur la réduction de la teneur en L-Dopa du mucuna

Traitements Signification % Pertes en L-

Dopa/ STR Valeurs de P/

STR

VI-8 Torréfaction de 100 g de graines de mucuna pendant 8 min 46,95 0,000

X-24 Trempage de 100 g de graines dans 200 ml de solution

chaude de bicarbonate 0,2 % pendant 24 h 46,26 0,000

VI-6 Torréfaction de 100 g de graines de mucuna pendant 6 min 39,06 0,000

IX-24 Trempage de 100 g de graines dans 200 ml de solution

froide de bicarbonate 0,2 % pendant 24 h 36,22 0,000

VI-5 Torréfaction de 100 g de graines de mucuna pendant 5 min 32,44 0,000

X-12 Trempage de 100 g de graines dans 200 ml de solution

chaude de bicarbonate 0,2 % pendant 12 h 28,26 0,001

IX-12 Trempage de 100 g de graines dans 200 ml de solution

froide de bicarbonate 0,2 % pendant 12 h 26,19 0,001

V-12

Trempage de 100 g de graines à l’eau froide pendant 24 h,

puis ébullition pendant 30 min et retrempage à l’eau froide

pendant 12 h

25,83 0,001

XII-24 Trempage de 100 g de graines dans de l’eau chaude

contenant de cendres de bois à 25 g/l pendant 24 h 24,79 0,001

XI-24 Trempage de 100 g de graines dans de l’eau froide contenant

de cendres de bois à 25 g/l pendant 24 h 24,61 0,001

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Ainsi, les 3 cas de torréfaction (5, 6 et 8 min), les trempages à l’eau chaude et froide

avec le bicarbonate 0,2 % pendant 12 et 24h, la succession de trempage+ ébullition+

retrempage pendant 12 h, et le trempage à l’eau chaude et froide avec de la cendre de bois

pendant 24 h, sont les traitements les plus efficaces dans l’élimination de la L-Dopa du

Mucuna pruriens utilis noir.

Un intérêt particulier est accordé aux graines de mucuna à cause de leur richesse en

protéines ; ainsi, le tableau 16 récapitule l’influence des dix traitements physico-chimiques

susmentionnés sur la valeur protéique des graines.

Tableau 16 : Influence des traitements sur la teneur en protéines

Traitements Signification % pertes en

Protéine/ STR Valeurs de P/

STR

VI-8 Torréfaction de 100 g de graines de mucuna pendant 8 min

3,48 0,064

X-24 Trempage de 100 g de graines dans 200 ml de solution

chaude de bicarbonate 0,2 % pendant 24 h

11,3 0,007

VI-6 Torréfaction de 100 g de graines de mucuna pendant 6 min

7,64 0,015

IX-24 Trempage de 100 g de graines dans 200 ml de solution

froide de bicarbonate 0,2 % pendant 24 h

1,74 0,204

VI-5 Torréfaction de 100 g de graines de mucuna pendant 5 min

3,83 0,054

X-12 Trempage de 100 g de graines dans 200 ml de solution

chaude de bicarbonate 0,2 % pendant 12 h

3,79 0,055

IX-12 Trempage de 100 g de graines dans 200 ml de solution

froide de bicarbonate 0,2 % pendant 12 h

2,54 0,111

V-12

Trempage de 100 g de graines à l’eau froide pendant 24 h,

puis ébullition pendant 30 min et retrempage à l’eau froide

pendant 12 h

1,43 0,257

XII-24 Trempage de 100 g de graines dans de l’eau chaude

contenant de cendres de bois à 25 g/l pendant 24 h

9,47 0,01

XI-24 Trempage de 100 g de graines dans de l’eau froide contenant

de cendres de bois à 25 g/l pendant 24 h

8,87 0,011

STR : sans traitement

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Il ressort de ce tableau que

les torréfactions pendant 5 et 8 min ne réduisent pas significativement la teneur en

protéines du mucuna

le trempage dans la solution froide de bicarbonate 0,2 %, pendant 12 et 24 h ne réduit

pas significativement la teneur en ce nutriment

seul le trempage au bicarbonate 0,2 % à l’eau chaude pendant 24h diminue

significativement le taux de protéines des graines

la succession de trempage, ébullition 30 min, retrempage n’influence pas de manière

significative la teneur en protéines.

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Partie IV

CONCLUSIONET

PERSPECTIVES

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50

De nombreuses informations concernant le Mucuna pruriens sont acquises,

notamment sur les effets contraintes physico-chimiques sur les éléments nutritionnels et

antinutritionnels.

Il ressort de ce travail que tous les traitements appliqués aux graines ont affecté aussi

bien la valeur nutritionnelle que la teneur en L-Dopa.

Du point de vue nutritionnel, certains traitements entrainent une diminution alors que

d’autres provoquent une augmentation.

o Le trempage seul (Traitement I et II) entraîne une baisse des teneurs en lipides

et en cendres, tandis qu’il augmente la teneur en glucides totaux des échantillons

o Le trempage suivi d’ébullition de 1 h entraîne la réduction de la teneur en

lipides, en protéines et surtout la teneur en cendres alors que la teneur en glucides est

augmentée.

o La torréfaction provoque une diminution considérable de la teneur en eau des

graines et aussi une hausse marquée de la teneur en glucides.

o Le trempage suivi de dépelliculage fait monter la teneur en matière sèche, en

protéines et en glucides.

o Le trempage dans la solution de bicarbonate 0,2 % entraine une augmentation

de la teneur en glucides des graines.

o Le trempage des graines dans de l’eau contenant de la cendre de bois entraîne

une perte en lipides, en protéines (à chaud) et un gain en glucides.

En ce qui concerne la teneur en L-Dopa du mucuna, tous les traitements ont pu la

modifier (augmentation ou diminution) mais l’élimination totale n’a pas pu être

obtenue:

o Le trempage seul (1 h et 12 h) et le trempage suivi de dépelliculage n’ont pas

d’effets significatifs sur la teneur en ce facteur antinutritionnel.

o Le trempage suivi d’ébullition de 1 h engendre une perte significative en ce

FAN quoique minime avec une réduction autour de 15 %.

o Le trempage pendant 24 h suivi d’une ébullition de 30 min et un retrempage de

6 et/ ou 12 h, entraine une perte significative jusqu’à 26 %.

o La torréfaction pendant de 8 min est le traitement le plus efficace pour la

réduction de la teneur en L-Dopa, avec laquelle une perte de 46,95 % a été enregistrée.

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51

o Le trempage des graines dans la solution de bicarbonate 0,2 % permet

d’obtenir une perte élevée de 46,26 %.

o Le trempage dans de l’eau contenant de cendre de bois, à partir de 12 h de

traitement permet d’avoir des pertes significatives en ce FAN de plus de 20 %.

Il est remarqué que plus la durée de traitement augmente, plus il y a des pertes en L-Dopa.

En ce qui concerne les agents chimiques, il apparaît que le bicarbonate 0,2 % est plus

efficace que la cendre de bois 25 g/l.

Ainsi, dans l’ordre d’efficacité sur l’élimination de L-Dopa, tout en préservant le plus

la valeur nutritionnelle des graines de Mucuna pruriens utilis noir, les traitements peuvent

être classés comme suit :

1. Torréfaction des graines pendant 8 min

2. Trempage avec la solution froide de bicarbonate 0,2 % pendant 24 h

3. Torréfaction des graines pendant 5 min

4. Trempage avec de la solution chaude de bicarbonate 0,2 % pendant 12 h

5. Trempage avec la solution froide de bicarbonate 0,2 % pendant 12 h

6. Trempage pendant 24 h à l’eau froide+ébullition 30 min+ retrempage 12 h

Au terme de ce travail, ces traitements seront mis à disposition pour être vulgarisés

auprès des ONGs ou projets travaillant sur l’élevage dans les sites d’étude.

Dans l’avenir, il serait intéressant :

de poursuivre ce travail en étudiant les effets combinés des traitements, comme :

o l’ébullition des graines après leur trempage avec les additifs (Traitement IX, X,

XI et XII) pour avoir plus d’effets sur l’élimination de la L-Dopa.

o l’ébullition à nouveau des échantillons après le dépelliculage

d’approfondir les effets de ces traitements sur la valeur nutritionnelle des graines,

notamment les conséquences sur les teneurs en acides aminés, en acides gras et en éléments

minéraux.

d’étudier les effets des graines traitées en alimentation animale, notamment sur le

rendement et la qualité de la viande des animaux traités.

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Annexe 1 : Protocole d’extraction et dosage de l’extrait de la L-Dopa des graines de

mucuna

D’abord, les grains non traitées ou traitées (traitements I a XII), sont broyées a l’aide d’un

broyeur mécanique. 5 g de poudre sont ensuite dégraissés par la méthode d’extraction par

l’hexane (voir méthode de soxhlet). Ensuite, 4g de poudres dégraissés sont mis dans un

Becher. On y ajoute 40ml d’eau distillée (rapport 1/10), puis le tout est agité pendant 3 h a

l’aide d’un agitateur magnétique ou d’un agitateur mécanique. Le mélange est laissé macérer

à froid (4° C) pendant 12 h et ensuite on l’agite à nouveau pendant 30 min. On filtre le

mélange à l’aide d’un filtre à 4 gazes et la partie liquide est récupérée. Cette dernière est

ensuite centrifugée à 12000 tours pendant 20min et le surnageant est récupéré. Ce liquide est

concentré sous vide à l’aide d’un rotavapor muni d’un réfrigérant. Puis, 4ml d’eau distillée y

sont ajoutés (1/1). Le tout est transvasé dans des tubes Ependorff de 2ml pour être macéré

pendant 7 jours à température ambiante. Le macérât est concentré sous vide afin d’avoir un

extrait sec sous forme de poudre. 100 g de cet extrait sont utilisés pour la suite.

100g d’extrait sec

+100ml d’acide

formique 0.1N

1ml de diluât est dilué

au 1/1000 par l’acide

formique 0.1N

Dilution au 1/2 de ce

diluât par l’acide

formique 0.1N

Lecture de la densité

optique à 630nm

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ANNEXE 2 : Photos des matériels utilisés

Etuve Memmert SoxhletbehrLabor-Technik Minéralisateur Büchi de Kjeldahl

Rotavapor Büchi R110 Centrifugeuse Hettich Universal

Agitateur magnétique

Agitateur mécanique Séchoir solaire Distillateur VELP

Scientifica UDA 132

Spectrophotomètre

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Titre : Effets des traitements physico-chimiques sur la qualité nutritionnelle et sur la teneur

en L-Dopa du Mucuna pruriens, var utilis noire

Auteur : RAZAFINDAHY Benjamin Mickaël Joelina

RESUME :

L’étude a porté sur la caractérisation nutritionnelle de Mucuna pruriens, variété utilis

noire et les effets de différents traitements sur la réduction de la teneur en L-Dopa des graines.

La teneur moyenne en eau des graines non traitées est de 11,74%, leur permettant une bonne

conservation. Au cours des traitements, cette valeur tend à s’abaisser jusqu’à atteindre 6 %

notamment avec la torréfaction. La teneur en lipides des graines non traitées est de 5,96 %

MS traduisant leur richesse en ce nutriment. Les pertes lipidiques varient de 7 à 25 % après

trempage seul et /ou avec ébullition et aussi par ajout de cendre. L’échantillon est

relativement riche en protéines avec 25,57 % MS. Mais cette teneur est très affectée par les

traitements utilisant les agents chimiques (bicarbonate 0,2 % et cendre) et connaît une perte

de 16,83 %. La teneur moyenne en minéraux du mucuna est de 3,93 % MS sur laquelle

l’utilisation des additifs n’a pas d’effets majeurs. Par contre, les effets des séries de trempage,

seul et avec ébullition ou avec dépelliculage, sont très marqués car la perte atteint les

31,17 %. La teneur en glucides de l’échantillon est de 52,76 % MS. La majorité des

traitements augmente cette teneur sauf pour les traitements utilisant le dépelliculage.

Les graines de Mucuna pruriens sont riches en L-Dopa avec une teneur moyenne de

6,38 % MS. Tous les traitements ont pu modifier la teneur en ce facteur antinutritionnel mais

il n’y a pas élimination totale. Les pertes significatives, autour de 15 % (p<0.05), en L-Dopa

sont obtenues par ébullition après trempage. L’ajout de cendres de bois dans l’eau de

trempage permet de réduire le taux en L-Dopa jusqu’à 25 %. La torréfaction et le trempage

des graines dans une solution de bicarbonate 0,2 %, apparaissent comme les plus efficaces

permettant d’obtenir une perte autour de 46 %. Dans tous les cas, le facteur temps influence

les traitements appliqués.

Mots clés : mucuna, valeur nutritionnelle, L-Dopa, traitement, trempage, réduction

Encadreur : Professeur RALISON Charlotte

Co-encadreur : Docteur RAZAFINDRAZAKA Vonimanitra

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Title: Effects of the physicochemical treatments on nutritional quality and the content of

L-dopa of Mucuna pruriens var utilis black

Author: Benjamin Mickaël Joelina RAZAFINDAHY

SUMMARY:

The study related to the nutritional characterization of Mucuna pruriens, utilis black

variety and the effects of various treatments on the reduction of the L-Dopa content in seeds.

The average water content of untreated seeds is 11.74 %, allowing them a good conservation.

During treatments, this value tends to drop until reaching 6 % in particular with torrefaction.

The content of lipids of untreated seeds is 5.96 % DM showing their richness in this

nutriment. The lipidic losses vary from 7 to 25 % after soaking alone and / or with boiling

and also by addition of ash. The sample is relatively rich in proteins with 25.57 % DM. But

this content is very affected by the treatments using chemical agents (bicarbonate 0.2 % and

ashes) and knows a loss of 16. 83 %. The average content in minerals of Mucuna is 3.93 %

MS on which the use of the additives does not have major effects. On the other hand, the

effects of the series of soaking, only and with boiling or depelliculage, are very marked

because the loss reaches 31.17 %. The sample content in carbohydrates is 52.76 % DM. The

majority of the treatments increase this content safe for the treatments using the depelliculage.

The seeds of Mucuna pruriens are rich L-Dopa with an average content of 6.38 %

DM. All the treatments could modify the content of this antinutritional factor but there is not

complete disparition. The significant losses, around 15 % (p<0.05) of L-Dopa some are

obtained by boiling after soaking. The addition of wood ashes in the soaking water makes

possible to reduce the rate L-Dopa up to 25 %. The torrefaction and the soaking of seeds in

bicarbonate solution 0.2 % seem to be the most effective making possible to obtain a loss

around 46%. In all the cases, the factor time influences the applied treatments.

Key words : mucuna, nutritional value, L-Dopa, treatment, soaking, reduction

Advisor : Professor Charlotte RALISON

Co-advisor : Doctor Vonimanitra RAZAFINDRAZAKA