PROPRIETES PHYSIQUES DU NIEBE DANS LES DIFFERENTS TRAITEMENTS

LE NIEBE

Du nom scientifique Vigna unguiculata , appartenant à la famille des fabacées, cette espèce cultivée pour ses graines, ses gousses ou sa plante, est une légumineuse comme le haricot avec lequel il partage la même forme, courante dans les régions tropicales et subtropicales du monde. Le niébé répond à la classification suivante (L) Walp., 1843 : Règne : Plantae; Sous-règne : Tracheobionta; Division : Magnoliophyta; Classe : Magnoliopsida; Sous-classe : Rosidae; Ordre : Fabales; Famille : Fabaceae; Sous-famille : Faboideae; Genre : Vigna; Espèce : Vigna unguiculata.
Le niébé est une espèce comprenant plusieurs sous espèces (cultivars) pouvant se croiser facilement. Tous ces cultivars sont des herbacées annuelles majoritairement autogames, les rares allogames sont polonisés par les abeilles. Les trois principaux cultivars cultivés sont :
Vigna unguiculata subsp. sequipedalis, le dolique asperge est une plante herbacée grimpante avec la particularité d’une hauteur pouvant atteindre 3 à 4 mètres avec des gousses longues de 80 cm ; cette légumineuse est très importante en Asie du sud-est. Son nom proviendrait de la saveur obtenue à partir du mélange de haricot et d’asperge.
Vigna unguiculata subsp. cylindrica, le dolique à œil noir, pois vache ou encore niébé au Sénégal (à ne pas confondre avec le niébé du reste de l’Afrique qui désigne la sous espèce Vigna unguiulata subsp. unguiculata). C’est une plante herbacée mesurant environ 60 cm de hauteur avec des gousses droites mesurant entre 15 et 25 m de longueur. Ses graines semblables à de petits haricots réniformes sont de couleurs variables avec généralement un hile noir.
Vigna unguiculata subsp. unguiculata, le niébé proprement dit d’Afrique (la plupart des cultivars africains appartient à ce groupe, pois vache qui est une plante herbacée à port prostré à érigé atteignant 80 cm de haut. C’est une variété de basse altitude (moins de 1500 m) à croissance rapide, une floraison tardive avec des gousses de 10-30 cm de long. Grace à sa tolérance en besognes climatiques et de fertilité du sol, le niébé reste une denrée facile à cultiver. Les doses de phosphate recommandées par l’IITA (Institut International d’agriculture Tropicale, Ibadan, Nigéria) sont de 30 kg sous forme de superphosphate simple ou SUPA, par hectare cultivé. En revanche en bonne légumineuse, le niébé possède des racines ponctuées de nodules qui abritent des rhizobia capables de fixer l’azote minéral ce qui lui dispense des gros besoins d’azote minéral. Dans un système de rotation, le niébé constitue une importante source d’azote pour les cultures céréalières (comme le maïs, le mil, le sorgho etc.…) notamment dans les zones caractérisées par une faible fertilité du sol.

Micronutriments d’intérêt du niébé

Ce sont surtout des vitamines hydrosolubles comme les folates, des minéraux, des vitamines liposolubles comme les caroténoïdes, qui peuvent être source de provitamine A, et la vitamine E également indispensables à l’organisme.
Les minéraux : Dans le niébé, les teneurs en minéraux ne sont pas négligeables recouvrant parfois jusqu’à 90% des ANC .
Les quantités de matières minérales dans l’organisme sont très variables. Les majeurs : calcium, magnésium, potassium, le phosphore… sont les plus abondants, et les oligoéléments : fer, le zinc et le fluor, sélénium, cobalt, chlore… sont à l’état de traces. Les éléments minéraux représentent environ 4% du poids corporel mais interviennent dans une large gamme de fonctions : contrôle de l’équilibre en eau, systèmes enzymatiques et hormonaux, systèmes musculaires, nerveux et immunitaire. Par exemple, la fabrication d’hormones thyroïdiennes nécessite obligatoirement de l’iode, pas de fabrication d’hémoglobine sans fer et pas de contraction musculaire sans calcium, potassium et magnésium. Excepté l’iode, le fluor et le cobalt, tous les autres éléments minéraux exercent des rôles multiples (Anses, 2014).
En général, la plupart des minéraux sont faiblement absorbés (la notion de biodisponibilité doit être prise en compte). Le potassium et le sodium sont facilement absorbés (FAO, 2015) alors que ce n’est pas le cas du fer par exemple qui a une biodisponibilité qui varie entre 14 à 18 % pour un régime alimentaire mixte et de 5 à 12 % pour un régime végétarien (Hurelle et Egli, 2010). De plus, certains composants de l’alimentation peuvent inhiber leur absorption, les facteurs anti nutritionnels tels que les phytates, agent chélateurs de certains minéraux. Ils forment ainsi des complexes qui sont indigestes pour l’homme, ce qui réduit leur biodisponibilité.
Les folates ou vitamines B9 : Les sources alimentaires de folates sont les suivantes: les jus d’orange, les légumes à feuilles vertes foncées, l’arachide, les abats). Les légumineuses sont aussi des sources de folates avec des teneurs de 359 à 633 μg/100g MF pour le niébé.
L’acide folique ou l’acide pteroylmonoglutamique est une vitamine hydrosoluble non synthétisée par le métabolisme humain. D’après Xue et al. (2011), les trois formes les plus courantes des folates à l’état naturel sont: les tetrahydrofolates, le 5-methyltetrahydrofolate et le 10-formyltetrahydrofolate. Parmi les trois formes citées la plus abondante est le 5- methyltetrahydrofolate (Indrawati et al, 2004).
Les folates sont nécessaires à la synthèse, à la réparation et au fonctionnement du matériel génétique (ADN et ARN). Ils servent par conséquent à former et à entretenir les nouvelles cellules et sont particulièrement importants en période de croissance rapide comme pendant l’enfance et la grossesse. Une carence marginale en folates augmente le taux sanguin d’homocystéine qui est un facteur de risque de plus en plus reconnu de maladie cardiaque et d’accident vasculaire cérébral. Puisque les folates permettent de protéger l’ADN, il semblerait, d’après certaines études, qu’ils soient utiles à la prévention de certains cancers et plus particulièrement le cancer du côlon (EUFIC.2006). L’apport nutritionnel conseillé (ANC) en folates est de 150 à 400 μg/jour selon l’âge et le sexe. Les femmes enceintes ont l’Anc le plus important (Anses, 2015).
Les vitamines E: les tocophérols : Dans le niébé les teneurs trouvées sont de l’ordre de 0,39 mg/100 g MF (Anses 2015).
Sous le terme de vitamine E, on regroupe 4 formes de tocophérols et 4 formes de tocotriénols. Parmi les 4 tocophérols (on distingue l’alpha, la beta, le gamma et le delta dans chaque famille), l’alpha-tocophérol est la forme de vitamine E la plus présente dans l’organisme. Il est aussi l’unité de mesure pour les apports nutritionnels recommandés et la teneur en vitamine E des aliments. La vitamine E joue un rôle essentiel dans la protection de la membrane de toutes les cellules de l’organisme. Elle est antioxydant, c‟est-à-direI. Effet du trempage, de la cuisson et de la fermentation sur les facteurs anti nutritionnels Le trempage est un procédé souvent utilisé lors de la préparation des légumineuses, l’objectif principale étant de ramollir la matière sèche en l’hydratant, ainsi à réduire le temps de cuisson.
La cuisson est un traitement thermique qui modifie la structure physico-chimique des aliments les rendant plus digestes par le métabolisme humain. Ces deux procédés ont un impact variable sur les légumineuses en fonction de l’espèce, de la durée de l’opération mais également de la composition du grain.
Les modifications apportées par ces deux opérations concernent aussi bien les macronutriments les minéraux et minéraux que les facteurs antinutritionnels.
Effet sur les facteurs anti-trypsiques : D’après Souilah (2015), la teneur en facteurs anti- trypsiques du niébé est évaluée à 13,8 TUI/mg MS dans les graines sec, cette valeur est compatible avec la littérature (Egounlety et al., 2003, Akinyele, 1989).
Selon les études sur le niébé menées par Egounlety et al. , (2003), le trempage diminue légèrement les teneurs en inhibiteurs de trypsine du niébé mais pas d’une manière significative, alors que la cuisson peut induire la destruction de 95% de ces composés de nature protéiques En ce sens, on pourrait adopter des barèmes de cuisson qui détruiraient totalement ces facteurs anti trypsiques du niébé.
Effets sur les alpha-galactosides : Dans la littérature, 3 types d’alpha-galactosides du niébé sont les plus étudiés à savoir la stachyose, la raffinose et la verbascose.
Les études menées par Ben Souilah et al, (2015) ont montré que la stachyose est majoritaire dans le niébé, sa teneur initiale est de 3,28g/100g MS. Le trempage permet de réduire cette teneur de 30% et la cuisson dans l’eau, de 64%. La teneur en raffinose est réduite de 50% lors de la cuisson, mais n’est pas affectée lors du trempage. La teneur en verbascose est réduite de 20% lors du trempage et de 60% par la cuisson.
Quant à la fermentation, Salunkhe et Kadam en 1989 ont rapporté que la fermentation réduit les facteurs antinutritionnels tout en permettant d’avoir un effet positif sur la digestibilité des protéines, sur la texture et l’arôme des légumineuses secs. Shimelis et Rakshit (2008) ont reporté une diminution importante dans la teneur en oligosaccharide de flatulence, en acide phytique et en inhibiteurs de trypsine chez le haricot fermenté. qu’elle contribue à la neutralisation des radicaux libres dans l’organisme. De plus, elle empêche ou réduit l’oxydation des lipoprotéines de faible densité (LDL). Cette oxydation des LDL est associée à l’apparition de l’athérosclérose et donc aux maladies cardiovasculaires. La vitamine E a aussi des propriétés anti-inflammatoires, antiplaquettaires et vasodilatatrices.
L’apport nutritionnel conseillé (ANC) en vitamine E est de 12 mg / jour (Anses, 2015). Les sources alimentaires de cette vitamine peuvent être d’origine animale ou végétale. L‟α-tocophérol est la forme prédominante dans les sources d’origine animale. Mais ce sont généralement les huiles et graisses végétales qui en contiennent le plus. La teneur en α-tocophérols peut atteindre jusqu’à 353 mg / litre dans l’huile de maïs.

Culture à l’état solide (SSC) d’Aspergillus oryzea

La fermentation sur substrat solide ou fermentation humide (en anglais : solid state fermentation ou SSF) est généralement définie comme une croissance microbienne sur des particules solides humides qui jouent le rôle de support physique et de sources de nutriments en présence d’une faible quantité d’eau. Le substrat utilisé est généralement constitué de sous-produits végétaux tels que le soja ou le son de blé (Duchiron et Copinet, 2011).
Le premier exemple de l’application industrielle de la SSC pour la production d’enzymes par A. oryzea a été le Taka-diastase, développé comme un médicament contre les maux d’estomac par Takamine en 1894. Les travaux menés par Belmessikh (2011) portant sur la production de la protéase neutre par Aspegillus oryzea sur milieux à base de déchets de tomate ont montré que l’activité protéolytique en SSC est 8 fois plus élevée qu’en culture liquide, ceci devrait encourager l’application plus fréquente de la fermentation solide par l’enzymologie industrielle utilisant des moisissures pour la production des protéases.
La fermentation sur substrat solide présenterait donc une alternative facilement réalisable, respectueux de l’environnement et accommodé aux laboratoires de recherches avec des moyens limités par rapport à la fermentation liquide .

Produits alimentaires issus de la fermentation par Aspergillus oryzea

Le Koji est une culture de différents champignons sur les céréales ou légumineuses cuites dans un endroit chaud, avec un taux d’humidité moyen (Shurtleff et Aoyagi, 2012). Le terme Koji se rapporte aussi bien au champignon Aspergillus oryzea qu’au procédé de fermentation en milieu solide. Le koji permet de mieux digérer les aliments, protéger la flore intestinale naturellement et un bon fonctionnement du système immunitaire (Sanga, 2017).
Cette technologie ancienne est utilisée pour produire une variété de produits alimentaires fermentés, tels que les sauces de soja, le miso, les vins à base de céréales, l’amazake, la sauce soja (Shurtleff et Aoyagi, 2012). Le micro-organisme, le plus fréquemment utilisé dans la production de Koji est Aspergillus oryzea, bien que d’autres comme A. soja, A. usami, A. kawachii, Rhizopus spp, Monascus spp, Mucor spp, et Absidia spp, soient également utilisés (Murooka et Yamshita, 2008).
Parmi les protéases libérées par A oryzea, certaines permettent de libérer de l’acide glutamique, responsable du goût « umami » qui est la cinquième saveur reconnue en tant que telle aux côtés du sucré, du salé, de l’acide et de l’amer dans les années 80 (Takabio, 2017).
C’est seulement en 2000 que les chercheurs sont parvenus à déterminer que l’umami était dû à l’interaction du glutamate avec des récepteurs spécifiques situés sur la langue (Chaudhari, et al. , 2000). Le miso, un des aliments résultant de la fermentation par Aspergillus oryzea est réputé par sa capacité à relever le goût des céréales, des haricots et des légumineuses. Le miso contient tous les acides aminés essentiels, ce qui en fait une source de protéines complète. Il est aussi faible en gras et contient plusieurs vitamines du complexe B. Le miso non-pasteurisé facilite la digestion et l’assimilation des nutriments. En effet, il contient des probiotiques et une cinquantaine d’enzymes toutes bénéfiques pour notre organisme (CRAC, 2017).

Table des matières

INTRODUCTION
SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE
I. LE NIEBE
I.1 Description
I.2 Composition biochimique du niébé
II. FERMENTATION
II.1 Culture à l’état solide (SSC) d’Aspergillus oryzea
II.2 Description et contexte historique d’Aspergillus oryzea
II.3 Produits alimentaires issus de la fermentation par Aspergillus oryzea
MATERIEL ET METHODES
I. MATERIEL BIOLOGIQUE
II. METHODES
II.1 différents traitements appliqués au niébé
II.2. Procédures de récupération de spores d’Aspergillus oryzea et d’obtention de la farine de niébé
II.3. Préparation des échantillons
II.4. Analyses chimiques
II.5. Analyses statistiques
RESULTATS ET DISCUSSION
I.RESULTATS
I.1. PROPRIETES PHYSIQUES DU NIEBE DANS LES DIFFERENTS TRAITEMENTS
I.1.1. Optimisation de la durée de trempage
I.1.2. Production des spores (pré-culture des spores)
I.2. PROPRIETES BIOCHIMIQUES DES COMPOSANTS DU NIEBE
RECAPITULATIF DES RESULTATS
II.DISCUSSION
II.1. PROPRIETES PHYSIQUES DU NIEBE DANS LES DIFFERENTS TRAITEMENTS
II.2 PROPRIETES BIOCHIMIQUES DES COMPOSANTS DU NIEBE
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUE