Analyse mycologique et mycotoxicologique des aliments

Analyse mycologique et mycotoxicologique
des aliments

Généralités sur le maïs

Le maïs (Z. mays L.) est une plante herbacée tropicale annuelle de la famille des Poacées (Graminées), de grande taille (40 cm à 10 m généralement, entre un à trois mètres pour les variétés cultivées), à gaines se recouvrant les unes les autres et à limbes développées nettement distiques (ACIA, 1994). Le maïs comporte une tige unique de gros diamètre, constituée d’un empilement d’entrenœuds et de nœuds au niveau desquels sont insérés une feuille et un bourgeon axillaire. Selon les variétés, chaque plante porte entre 12 et 20 feuilles, de grande tailles (jusqu’à 10cm de large et 1 mètre de long) et réparties alternativement d’un côté et de l’autre de la tige. Le maïs est une plante monoïque (les fleurs mâles et femelles sont portées par la même plante mais placées à des endroits différents). L’inflorescence mâle est une panicule située au sommet de la tige, formée d’axes sur lesquels s’insèrent par pair des épillets. Les fleurs femelles sont groupées sur un ou plusieurs épis insérés à l’aisselle des feuilles situées sur la moitié inférieure de la tige. L’épi est enveloppé par les spathes (Mukungilwa, 1979 ; Ristanovic, 2001). Le système racinaire du maïs est fasciculé : de nombreuses racines dites adventives se développent à la base de la tige et forment un réseau de racines d’égale dimension.

Origine et répartition géographique

L’histoire du maïs débute dans la moyenne vallée du Rio Balsas, au milieu de la Sierra Madre del Sur, au Sud du Mexique, il y a 9 000 ans. On trouve toujours dans cette zone l’ancêtre sauvage du maïs, la téosinte (Beigbeder, 2013). Bien que les chercheurs ne s’accordent pas tous sur le fait qu’elle en soit l’ancêtre direct (c’est-à- dire que le maïs est une version domestiquée du téosinte) (Galinat, 1988). Les travaux de Doebley en 1984 ont mis fin à des décennies de polémiques sur les origines du maïs grâce à l’apport de la génétique moderne en accréditant la théorie selon laquelle la téosinte est l’ancêtre du maïs cultivé (Beigbeder, 2013). Cultivé du Canada au Sud de l’Amérique latine pendant des millénaires, la culture du maïs s’est ensuite propagée sur l’ensemble du continent américain, le maïs n’a traversé l’Atlantique qu’avec le retour de Christophe Colomb (Philogène et al., 1989). Puis, à partir du XVIème siècle le maïs est cultivé sur tous les continents, en zone tropicale comme en zone tempérée. Il serait arrivé en Afrique au XVIIème siècle (Cissokho, 2010). Au cours de sa domestication, le maïs a gagné de nombreux attributs importants sur le plan agronomique, mais il a perdu la capacité de survivre à l’état sauvage. Sa domestication est telle que les grains ne peuvent tomber de l’épi et se disséminer sans l’intervention de l’homme (ACIA, 2004).

Taxonomie

La classification actuelle de Zea mays et des espèces voisines résulte des travaux d’Iltis et Doebley publiés en 1980. Le mais est une monocotylédone de la grande famille des Gramineae. Il est classé dans la tribu des Maydeae encore appelée Tripsaceae. Cette tribu se subdivise en huit (8) genres dont cinq (5) sont originaires d’Asie : Coix, Schlerachne, Polytoca, Chionachme et Trilobachne ; les trois (3) autres (Euchldena, Tripsacum et Zea) sont originaires d’Amérique. Le genre Zea reste le plus exploité. Il renferme des espèces annuelles et pérennes, des formes sauvages (les téosintes) et une forme cultivée (Zea mays). 5 Figure 2 : Taxonomie du genre Zea (Iltis et Doebley, 1980 ; Doebley, 1990)

Utilisation du maïs

Le maïs, cultivé pour ses grains riches en amidon (environ 63% de son poids), constitue la base de l’alimentation de nombreuses populations (Goalbaye, 2014). Le grain de maïs est un aliment énergétique, grâce à sa teneur en amidon, mais sa teneur en protéines est faible, ainsi que sa teneur en matières minérales (FAO, 1993). L’utilisation du maïs varie selon le niveau économique du pays. Ainsi le maïs a actuellement trois grands types d’utilisation :  L’alimentation humaine, sous forme d’épis immatures, de farine ou de semoule, particulièrement importante dans certains pays du tiers monde, notamment l’Afrique subsaharienne et l’Amérique latine  L’alimentation animale qui concerne surtout les pays industrialisés,  L’utilisation par les industries agroalimentaires, pharmaceutiques, textiles, papetiers, des produits chimiques (biocarburants, plastiques) (Mémento de l’agronome, 2002)

Importance économique

Le maïs est l’une des cultures les plus utilisées pour l’alimentation humaine. Selon les statistiques de la FAO en 2004, la production mondiale du maïs était de 724 511 000 T, devant le blé et le riz. Au Sénégal, la culture du maïs dépend fortement de la pluviométrie et les quantités produites sont trop faibles pour couvrir la demande nationale (293 065 tonnes en moyenne pour les 5 dernières années) (ANSD, 2019). L’augmentation de la demande du maïs importé s’explique par la faiblesse de la production céréalière locale, le développement de la filière avicole qui en a besoin pour l’aliment de la volaille, le niveau moyen voire faible des prix de cette céréale par rapport aux prix du riz importé et aux prix des céréales locales. Section Luxuriante Doebley et Iltis Zea diploperennis Iltis, Doebley et Gusman Zea perennis (Hitchc) Reeves et Mangelsdorf Zea luxurians (Durieu) Bird Section Zea Zea Mays.L Subsp. mexicana (Schrader) Iltis Subsp. parviglumis Iltis et Doebley Subsp. huehuetenangensis (Iltis et Doebley) Doebley Subsp. mays (L.) Iltis race Chalco race Plateau Central race Nobogame race Durango 6 Pour assurer cette demande, le Sénégal est obligé d’importer plus qu’il n’exporte. En 2013, les importations ont été évaluées à 19 664 219 938 milliard (Dieme, 2014). Selon l’Agence Nationale de la statistique et de la démographie, le volume des importations du maïs est estimé à 396 441 tonnes seulement entre janvier et juillet 2019 (ANSD, 2019). 

Généralités sur les moisissures

Les moisissures sont des champignons filamenteux hétérotrophes. Certains vivent en symbiose avec les végétaux, d’autres sont des parasites des végétaux ou des animaux, d’autres sont des saprophytes, se développant sur des déchets organiques (Labiod et Chaibras, 2015). Ces champignons sont capables de provoquer d’importantes détériorations, notamment dans le domaine agronomique. Les aliments sont généralement des milieux très favorables à leur développement. Plusieurs moisissures notamment les genres Aspergillus, Penicillium et Fusarium sont connues pour être des contaminants des produits agricoles et/ou pour leur capacité à produire des métabolites secondaires toxiques (Nguyen, 2007). 

Aspergillus aflatoxinogènes 

Aspergillus 

Les Aspergillus sont des champignons cosmopolites, très répandus dans le milieu extérieur (BIOFORMA, 2002). Ils font partie des Deuteromycetes (champignons imparfaits, reproduction asexuelle), ordre des Hyphomycetes, famille des Moniliaceae (Nguyen, 2007). Le genre Aspergillus comprend environ 185 espèces réparties en 28 groupes morphologiquement, génétiquement et physiologiquement proches (Botton et al., 1990 ; Roquebert, 1998). De nombreuses espèces d’Aspergillus sont présentes dans l’environnement, notamment dans la poussière et l’air (Morin, 1994). Certaines espèces peuvent être directement pathogènes à l’homme et l’animal à cause de leur capacité à envahir les tissus vivants et à provoquer des aspergilloses tels que les mycoses pulmonaires (Morin, 1994). D’autres espèces sont capables de produire des substances toxiques appelées aflatoxines, dangereuses pour l’homme et l’animal. Les espèces d’Aspergillus aflatoxinogènes les plus connues et qui ont fait l’objet de plusieurs travaux de recherche sont les suivants : – A. flavus est la principale espèce productrice d’aflatoxines (uniquement du groupe B), – A. parasiticus et A. nomius produisent en plus des aflatoxines du groupe G, mais ces autres champignons microscopiques (moisissures) ne sont rencontrés que très rarement dans les aliments (Johnsson et al., 2008 ; Doster et al., 2009 ; Reddy et al., 2009). 

Caractères culturaux

Les Aspergillus présentent une croissance rapide sur les milieux de culture classiques (gélose au malt, Sabouraud) additionnés d’antibiotiques. Ils sont capables de se développer à des températures comprises entre 10 et 48°C avec un optimun à 33°C (Domsch et al., 1980), à une faible activité de l’eau de l’ordre de 0,78 et à un pH allant de 2,1 à 11,2 (Ayerst, 1969 ; Olutiola, 1976). Après 48 heures d’incubation, on observe des colonies plates, formées de courts filaments aériens, blancs ; après 96 heures d’incubation, les colonies vont prendre leur teinte caractéristique, brune, verte, jaune ou noire selon les espèces et sont souvent poudreuses ou granuleuses. La couleur de colonies permet une orientation rapide dans l’identification d’espèces : gris-vert pour A. fumigatus, vert-jaune pour A. flavus et les espèces du groupe A. glaucus, vert foncé à chamois pour A. nidulans, brun canelle pour A. terreus, chamois clair, jaune et rose pour A. versicolor, jaune puis noir pour A. niger et blanche pour A. candidus. Le revers de la colonie est incolore ou jaune, mais il peut brunir ou rougir avec l’âge (Tabuc, 2007).

Caractères microscopiques

Les Aspergillus sont caractérisés par un appareil végétatif (thalle) formé de filaments mycéliens hyalins, de diamètre fin et régulier, septés et ramifiés. L’identification du genre Aspergillus repose sur la mise en évidence des têtes aspergillaires à l’examen microscopique des colonies. Sur les filaments végétatifs, prennent naissance des filaments dressés, non cloisonnés. Ces derniers appelés conidiophores, se terminent par une vésicule de forme variable sur laquelle sont disposées les cellules conidiogènes ou phialides. Les phialides peuvent être insérées directement sur la vésicule (têtes unisériées) ou portées par des petites structures insérées sur la vésicule (têtes bisériées) nommées métules ou stérigmates (Sakhri, 2012).