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Délivré par UNIVERSITÉ MONTPELLIER 2 Préparée au sein de l

1. 61 Protocole L chantillon est mis en suspension dans l eau distill e puis il est soumis 30 secondes aux ultrasons afin de fractionner les amas de granules d amidon Figure 25 Jinapong Suphantharika amp Jamnong 2008 Le diam tre moyen des granules d amidon D 4 3 a t d termin partir de la distribution de tailles valu e par diffraction laser sur l appareil Malvern Mastersizer 2000E Malvern Worcestershire Royaume Uni Le taux d obscuration a t ajust dans la plage de 11 14 pendant les mesures Le calcul de la taille a t effectu d apr s le mod le de Fraunhofer pour les particules non transparentes L indice de r fraction du dispersant eau a t fix 1 33 Depuis cellule de mesure Pompe du dispersant Agitateur Vers cellule Pompe centrifuge de mesure Drainage D ultrasons en D 75 Figure 25 Dispersion de particules en suspension dans le granulom tre d apr s Malvern Instruments 2005 Pour chaque chantillon 3 mesures ont t effectu es et les valeurs moyennes ont t calcul es 3 3 10 Analyse rapide de viscosit RVA La fermentation et le s chage solaire modifient les propri t s rh ologiques de l amidon de manioc et augmentent la fragilit des granules Dufour et al 1995 Mestres et al 2000 L analyse rapide de viscosit RVA a t utilis e pour quantifier ces changements pour les diff rents chantillons d amidons
2. Tableau 1 Principaux pays exportateurs d amidon de manioc en 2010 Pays Quantit T Valeur k Monde entier 1808752 612642 Tha lande 1694245 568214 Chine 34308 10733 Indon sie 23814 9649 Paraguay 21273 7296 Cambodge 13723 1861 Equateur 4034 161 Br sil 3759 2913 Source FAO 2013 P Calcul sur la base 1 USD quivalent 0 7551 taux de change en 2010 Depuis plusieurs ann es la consommation de pain a base de bl augmente fortement dans de nombreux pays notamment les pays en voie de d veloppement en raison de l augmentation de la population de l urbanisation ou des changements d habitudes alimentaires Cependant nombre de ces pays pour des raisons climatiques ne peuvent pas ensemencer le bl appropri la panification Ils d pendent donc d importations co teuses pour des conomies en d veloppement Eggleston Omoaka amp Ihedioha 1992 Les premi res tentatives pour r duire ces couts visaient la substitution partielle de la farine de bl avec des farines de cultures indig nes comme le manioc le yam le sorgho le millet etc Ces exp riences ont t dirig es par l tablissement du programme de farine composite de la FAO en 1964 Kent 1985 N anmoins lorsque les m langes contiennent plus de 30 de farine de manioc l acceptabilit par le consommateur diminue notamment cause de diff rences notables au niveau de la couleur la texture ou du go t FAO 2004 Ainsi la
3. Brittain H G 2006 UV VIS reflectance spectroscopy In H G Brittain Ed Spectroscopy of Pharmaceutical Solids pp 121 149 New York USA Taylor amp Francis doi doi 10 1201 9780849361333 ch5 Bryjak J 1999 Enzymatic production of maltodextrins and syrup solids from starch Part I Enzymes Biotechnologia 1 180 200 Bul on A Colonna P amp Leloup V 1990 Les amidons et leurs d riv s dans les industries des c r ales Industries alimentaires et agricoles 107 6 515 532 151 Bul on A Colonna P Planchot V amp Ball S 1998 Starch granules structure and biosynthesis International Journal of Biological Macromolecules 23 2 85 112 doi http dx doi org 10 1016 S0141 8130 98 00040 3 Bul on A V ron se G amp Putaux J 2007 Self association and crystallization of amylose Australian Journal of Chemistry doi http dx doi org 10 1071 CH07168 Caballero Vera H Villafuerte J amp Poats S V 1997 Transfer and adaptation of colombian sour cassava starch technology to Uatappy cassava producer processors in Manabi Ecuador African journal of root and tuber crops 2 253 257 Camargo C Colonna P Buleon A amp Richard Molard D 1988 Functional properties of sour cassava Manihot utilissima starch polvilho azedo Journal of the Science of Food and Agriculture 45 3 273 289 doi DOI 10 1002 jsfa 2740450311 Cardenas O S amp de Buckle T S 1980 Sour cass
4. NS 15 07 0 00 13 18 0 02 15 69 0 00 bC 13 88 0 00 14 15 0 00 16 12 0 02 14 45 0 01 14 79 0 00 cB m D gB KE 14 40 0 01 14 35 0 00 14 26 0 00 14 96 0 00 14 64 0 00 e D dc jC Ye moe Na Na I aad T a hD 14 65 1 13 14 60 0 60 14 61 0 74 Valeurs obtenues par diffractom trie lasser FO 14 61 0 00 lt 12 92 0 00 14 27 0 00 bB 13 42 0 00 14 60 0 00 14 63 0 00 14 33 0 01 14 59 0 00 jc IA hA iB 13 84 0 00 13 97 0 00 14 32 0 00 14 68 0 00 14 28 0 00 dB gD mA ZT fA 13 93 0 77 14 27 0 40 14 19 0 52 FS 14 30 0 01 12 91 0 00 14 70 0 00 bA 13 20 0 01 14 32 0 00 15 92 0 00 14 49 0 00 14 49 0 01 15 16 0 00 14 06 0 00 13 82 0 00 fD kC gc gA jD dc CA 14 73 0 00 14 30 0 00 ZI ZE To TZ TZ Z eB 13 97 0 81 14 45 0 71 14 34 0 75 Diminution de la taille granulaire NO Vs d autres traitements NO Vs NS 5 52 7 16 1 01 0 60 0 64 2 11 1 77 1 20 2 20 3 16 2 15 0 00 1 10 4 56 3 19 0 78 1 65 0 45 3 04 NO Vs FO 8 40 8 99 9 97 3 89 3 84 7 33 2 58 2 54 1 80 0 43 2 58 1 87 1 38 9 12 0 79 1 45 3 18 3 22 4 36 Z Traitements NO non ferment s ch au four FO ferment s ch au four NS non ferment s ch au soleil FS ferment s
5. 106 Tableau 21 Taille des granules des amidons de manioc natif ferment et ou s ch au soleil 111 Tableau 22 Cristallinit des amidons de manioc natifs et ferment s et ou s ch s au soleil 113 Tableau 23 Propri t s thermiques des amidons natifs NO 116 Tableau 24 Capacit de panification des amidons natifs ferment s et ou s ch s au soleil dans une formulation avec HPMC sans lipides nine 119 Tableau 25 Capacit de panification des amidons natifs ferment s et ou s ch s au soleil dans une formulation boulang re avec lipides 123 Tableau 26 Propri t s d empesage des amidons de manioc natifs ferment s et ou s ch s au soleil E TT E COR EN EE atatd dev vas css D OO ET PS A SONDE SES DRE CO LT D TO SO EE OO CP LR 130 Tableau 27 Densit des amidons de manioc natifs et fermente S 137 Tableau 28 Niveaux de d gradation des amidons de manioc natifs ferment s et ou s ch s au soleil apr s 1 2 3 5 6 et 24 heures d amylolyse eececsessseseeeseseseesesereeseseseseeeeserenetsessseeseseeenesseeseeeatserenetaeeseeeatens 142 I INTRODUCTION Introduction Le manioc Manihot esculenta est un arbuste vivace originaire d Am rique Centrale et Am rique du Sud L otard et al 2009 Olsen amp Schaal 1999 produisant des tubercules comestibles Cette plante pousse dans les r gions quatoriales entre le tropique du Cancer et le tropique du Capricorne BeMiller amp Whistler 2009 De par le caract re p rissable
6. 1999 4700 12800 20 219 Takeda Shibahara amp Hanashiro 2003 8200 10900 23 Hizukuri Abe amp Hanashiro 2006 H HO j H OH CH20H H eee HO Figure 4 La structure de l amylopectine D apr s Weissenborn 1996 12 2 1 1 2 Organisation semi cristalline L ultrastructure du granule d amidon a t tudi e l aide de techniques d hydrolyse acide ou enzymatique m nag e des granules d amidon suivie d analyse par microscopie haute r solution des r sidus non hydrolys s L observation par microscopie lectronique a transmission MET de coupes ultrafines de granules ayant subi une hydrolyse acide ou enzymatique met en vidence une organisation de type oignon form e de couches concentriques alternativement amorphes et semi cristallines Ces couches correspondraient aux anneaux de croissance du granule d paisseur variant de 120 a 400 nm Yamaguchi Kainuma amp French 1979 Figure 5 Les couches semi cristallines ont elles m mes une structure lamellaire Kassenbeck 1975 1978 Yamaguchi et al 1979 Les lamelles sont tangentes aux anneaux de croissance et a la surface du granule Ces lamelles auraient une longueur de plusieurs centaines d angstroms Au fur et mesure de I hydrolyse les lamelles sont de plus en plus apparentes et leur orientation devient irr guli re Plus on se rapproche de la surface du granule plus les anneaux de croissance sont troits
7. De plus il ny a aucune influence des traitements FO et FS sur la cristallinit par rapport aux amidons natifs Tous les chantillons pr sentent un m lange des types A et B avec une majorit de type 85 90 en accord avec la litt rature Rolland Sabat et al 2012 2013 ont galement identifi un type cristallin C avec des proportions similaires valeurs comprises entre 85 75 de type A et 15 25 de type B pour des g notypes de la m me provenance CIAT Colombie Asaoka Blanshard amp Rickard 1991 qui ont galement analys des vari t s de la m me provenance CIAT Colombie ont de m me identifi un type cristallin C Une attention particuli re doit tre apport e l chantillon SM1058 13 qui pr sente un pourcentage de cristallinit relative de 35 et des proportions de type A et B respectivement de 40 et 60 diff rentes des autres chantillons Cette diff rence est probablement d origine g n tique cependant la base de donn es du CIAT n a pas permis pour l instant d apporter plus d informations L examen des diffractogrammes du g notype Cumbre 3 ayant subi les traitements NO FO et FS ne met en vidence aucune diff rence Les traitements n influent donc pas sur la structure cristalline de cet chantillon Ces r sultats sont conformes ceux report s dans la litt rature le type de mod le cristallin n est pas influenc par la fermentation Camargo et al 1988 par la fermentation et ou irradi
8. Effect of period of maize fermentation and souring on chemical properties and amylograph pasting viscosity of ogi Journal of Cereal Science 4 4 353 360 doi http dx doi org 10 1016 S0733 5210 86 80039 X Akanbi C T Ade Omowaye B I Ojo A amp Adeyemi I A 2003 Effect of processing factors on rheological properties of ogi International Journal of Food Properties 6 3 405 418 doi 10 1081 JFP 120020118 Alarcon F amp Dufour D 1998 Producci n y recomendaciones In CIAT CIRAD Ed Almid n agrio de yuca en Colombia p 35 Cali Colombia CIAT CIRAD Alshebani A Pera Titus M Landrivon E Schiestel T Miachon S amp Dalmon J A 2008 Nanocomposite MFI Ceramic hollow fibres Prospects for CO2 separation Microporous and Mesoporous Materials 115 1 2 197 205 doi http dx doi org 10 1016 j micromeso 2007 11 050 Alves A A C 2002 Cassava botany and physiology In R J Hillocks J M Tres amp A C Bellotti Eds Cassava Biology Production and Utilization pp 67 89 New York CABI Publishing American Asssociation of Cereal Chemist 1983a Method 44 01 01 Calculation of percent moisture Reapproved November 3 1999 In Aproved methods of the American Asssociation of Cereal Chemist 10th ed p 1200 St Paul Minn USA doi http dx doi org 10 1094 AACCIntMethod 44 01 01 American Asssociation of Cereal Chemist 1983b Method 02 52 01 Hydrogen ion activity pH electrometr
9. FO 0 987 0 014 1 310 0 037 FS 0 991 0 022 1 321 0 030 Tous NO 0 994 0 023 1 305 0 019 NS 7 0 989 0 018 1 306 0 036 FO 0 994 0 021 1 324 0 028 FS 0 979 0 032 1 295 0 031 Y Valeurs obtenues partir des d convolutions spectrales Z Traitements NO non ferment s ch au four NS non ferment s ch au soleil FO ferment s ch au four et FS ferment s ch au soleil a Les lettres diff rentes dans chaque colonne indiquent les diff rences significatives en p lt 0 05 Fisher Les carts types sont indiqu s entre parenth ses 4 1 3 Structure supramol culaire des amidons propri t s des granules 4 1 3 1 Microscopie lectronique Objectif Visualiser l aspect de la surface des granules d amidon suite aux traitements natif et de fermentation Tester l hypoth se selon laquelle le traitement de fermentation attaque differemment la surface des granules d amidon des g notypes de plaine et d altitude Analyse des r sultats Les techniques de microscopie lectronique au balayage MEB et environnementale EMEB ont t utilis es pour les observations des chantillons 106 Les chantillons non ferment s s ch s au four NO et ferment s s ch s au four FO ont t examin s Ceci afin de v rifier l effet de la fermentation sur les modifications ventuelles de la surface du granule Les chantillons analys s sont les suivants Pour l
10. The double helical molecular structure of crystalline a amylose Carbohydrate Research 61 1 27 40 doi http dx doi org 10 1016 S0008 6215 00 84464 X 166 Wu H C H amp Sarko A 1978b The double helical molecular structure of crystalline b amylose Carbohydrate Research 61 1 7 25 doi http dx doi org 10 1016 S0008 6215 00 84463 8 W rzburg O B 1986 Modified starches Properties and uses p 277 Boca Raton USA CRC Press Wuttisela K Shobsngob S Triampo W amp Triampo D 2008 Amylose amylopectin simple determination in acid hydrolyzed tapioca starch Journal of the Chilean Chemical Society 53 1565 1567 Wyszecki G amp Stiles S W 1983 Color science concepts and methods quantitative data and formulae G Wyszecki amp S W Stiles Eds Color Research amp Application 2nd ed Vol 8 p 950 New York USA John Wiley and Sons doi 10 1002 col 5080080421 Yamaguchi M Kainuma K amp French D 1979 Electron microscopic observations of waxy maize starch Journal of Ultrastructure Research 69 2 249 261 do http dx doi org 10 1016 S0022 5320 79 90114 X Yoo S H amp Jane J 2002 Molecular weights and gyration radii of amylopectins determined by high performance size exclusion chromatography equipped with multi angle laser light scattering and refractive index detectors Carbohydrate Polymers 49 3 307 314 doi http dx doi org 10 1016 S0144 8617 01 00339 3 Y
11. amylose sur la capacit de panification oo ceeseeessesssessseesstecsttecsneesseecseesseesneessteessteesneeenees 132 4 2 3 2 Effet de la structure granulaire sur la capacit de panification ee ceeseesseeesesseeeeteeenteeseeenee 133 4 2 3 3 Analyse en composantes principales ss 134 4 2 4 Conclusion partielle Caract risation fonctionnelle des amidons de manioc natifs et ferment s s ch s au soleil ii 136 4 3 Caract risations compl mentaires pour v rifier les diff rences de structure des granules apr s traitements de fermentation et s chage au soleil 137 4 31 Porosite des eranules vst sans cscs dein eS Masten ee eee 137 431166site hellzgg rene nat 137 4 3 1 2 POTOSIt AU TEL CULE un dr nn tn a en dr ed Ronan ds des 138 4 3 2 Digestibilit enzymatique ss 140 43 3 Conclusion partielle V rification des diff rences de structure des granules apr s traitements de fermentation et s chage au soleil 143 V CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES sssscisssesnccsvsstsuctessuecanni ca devedssnccnovadsadcassuncaeseosvansdutecaneuness 144 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES seems 150 ANNEXES hn ee ee ee ee aa aaa a daaa aaia aiaa 168 LISTE DES FIGURES Figure 1 Production de manioc dans le monde FAO 2013 serssssssssessensesssesesessnecsesseeeeesessneneesseenensersneneeeseenes 3 Figure 2 Structure de l amylose D apr s Bul on Colonna amp Leloup 1990 ss 9 Figure 3 Sch matisation d un complexe amylo
12. lectrons est maintenue sous vide pouss L tang Piau amp Verdier 1999 M J Li Rogers amp Rust 1995 L EMEB pr sente des performances d imagerie int ressantes pour des chantillons secs humides ou huileux r duisant ainsi les risques de d gradation ou de cr ation de d fauts en MEB lors du plaquage de m tal Lors d une observation EMEB sur un chantillon l ionisation par gaz dans la chambre d observation de l chantillon limine les objets lectriquement charg s g n ralement vus avec des chantillons non conducteurs Malgr l obtention d images de contraste int ressantes dans ces conditions la qualit d image reste inf rieure par rapport un MEB a haut vide Cette technique est donc int ressante pour l observation de processus 82 dynamiques par exemple le mouillage le s chage l absorption la corrosion la fusion la cristallisation la rupture in situ Plummer 2001 3 3 14 1 Microscopie lectronique balayage MEB Protocole L appareil utilis est un microscope effet de champ Hitachi s 4800 permettant de d tecter les lectrons secondaires et r trodiffus s mis par l chantillon La tension d acc l ration varie de 0 1 kV a 30 kV Le grossissement maximal est de 800000x La r solution obtenue est de 1 nm a une tension de 15 kV Une option transmission quipe ce microscope dans le but d observer des chantillons fins soumis a une tension de 30 kV Les chantillons n ce
13. lev s que dans la litt rature Tableau 16 89 Tableau 16 pH des amidons natifs ferment s et ou s ch s au soleil selon la litt rature Traitement pH amidon du manioc Natif 4 97 6 10 6 8 6 3 Ferment 4 0 3 47 3 45 3 48 3 4 3 9 4 76 3 73 4 36 3 5 4 0 3 55 3 7 3 35 4 32 Ferment et s ch au soleil a Marcon et al 2009 P Dufour et al 1995 Mestres et al 2000 d Ampe et al 2001 e Onitilo et al 2007 Cardenas amp de Buckle 1980 3n d non d termin Temps de fermentation jours 4 8 30 33 25 40 n d 9 n d 20 30 f 33 25 Apr s irradiation solaire des chantillons ferment s traitement FS le pH moyen augmente de 4 2 FO 4 7 FS Dufour et al 1995 ont obtenu des r sultats similaires avec une augmentation du pH de l ordre de 0 2 unit s apr s irradiation solaire des chantillons ferment s Ces observations sugg rent que l acide lactique est consomm et ou transform en une autre mol cule par r action chimique lors du s chage solaire Mestres amp Rouau 1997 Cependant d autres travaux Marcon ef al 2009 n ont pas trouv de changement significatif du pH apr s irradiation d amidon de manioc ferment Les traitements physicochimiques fermentation et irradiation UV n ont montr aucune diff rence significative entre les chantill
14. pendant l empesage RVA En comparant les propri t s fonctionnelles et les propri t s physico chimiques et structurelles des amidons deux facteurs d terminants de la capacit de panification ont t identifi s D une part une teneur en amylose faible est li e une meilleure panification d autre part l hydrolyse des mol cules d amidon pendant la fermentation doit avoir lieu dans l ensemble de la structure des granules plut t que seulement en surface de fa on faciliter l ouverture des granules et donc la formation des parois autour des bulles en expansion au cours de la cuisson Afin de confirmer l hypoth se d une diff rence de sensibilit des g notypes de plaine et d altitude hydrolyse au cours de la fermentation des mesures compl mentaires de porosit et d hydrolyse enzymatique des granules ont t effectu es section suivante 136 4 3 Caract risations compl mentaires pour v rifier les diff rences de structure des granules apr s traitements de fermentation et s chage au soleil 4 3 1 Porosit des granules Objectifs Tester l hypoth se selon laquelle le traitement de fermentation endommage toute la structure des granules d amidon des g notypes d altitude couches externes et noyau et seulement les couches externes des granules des g notypes de plaine D montrer que la porosit ferm e porosit l h lium et ou ouverte porosit au mercure des granules d amidon des g not
15. quipe du CIAT muchas gracias pour l accueil dans mon s jour Cali notamment au Dr Dominique Dufour Teresa S nchez Tere Andr s Giraldo et Andr s Escobar hermanito pour m avoir initi la culture de C almid n agrio Je tiens a remercier tout particuli rement ma stagiaire L a pour son implication dans son travail de Master qui a permis des avanc es significatives du projet Je lui souhaite la plus grande r ussite J adresse mes vifs sentiments de gratitude la SENESCYT Secretaria Nacional de Educaci n Superior Ciencia Tecnologia e Innovaci n de mon pays l Equateur pour m avoir attribu une bourse de trois ann es et demi pour mes tudes de th se L opportunit de faire le doctorat en France dans les meilleures conditions Je remercie profond ment tous les amis les doctorants et les stagiaires que j ai eu le plaisir de rencontrer au cours de cette th se Merci Nadia pour sa bont r flexive Manuela pour son sens de l initiative Joseph pour sa motivation Ameziane et Guilhem pour leur philosophie holistique Pedro V pour sa caballerosidad Didier pour sa chaleur humaine antillaise J ai une pens e particuli re pour vous merci pour vos encouragements Je voudrais adresser un merci tr s sp cial tous mes amis qui m ont accompagn de fa on inconditionnelle Je remercie du fond du coeur R mulo pour ta maturit et tes conseils Sopha pour ta sympathi
16. 6 17 039 SM7591 5 1 450 097 2400 05 149 007 305 0 17Y Cumbre 3 220137 3360 15 230015 8 58 0 79 SM707 17 187 0 05P 2300 05 227 007 7 40445 SM 1495 5 212007 27 008 250 177 7 57 138 SM 1058 13 1880 02 255007 2 19009 5240 48 Tambo 4 2140077 2680 08 254007 792 068 Lowland 159021 1 87 0 10 1 760387 499151 Highland 1910242 2680492 217 034 2 617 188 All genotypes 183027 2500 55 207 039P 587 186Y lt Different letters within row indicate significant differences at p lt 0 05 Fisher 2 Different numbers within column indicate significant differences at p lt 005 Fisher y Values obtained from breadmaking test Treatments NO non fermented oven dried NS non fermented sun dried FO fermented oven dried FS fermented sun dried 3 Results and discussion 3 1 Breadmaking ability The breadmaking ability of the different samples was repre sented by the values of loaf expansion in Table 1 The general trend of this parameter was as follows NO FO lt NS lt FS This sequence was in agreement with literature Bertolini et al 2000 Marcon et al 2009 Mestres Boungou Akissoe amp Zakhia 2000 although some actual values were lower than in the literature The dissimi larities could be due to the use of different breadmaking protocols and or treatment of samples used in the different studies For instance the bread recipe in this study has content lipids due to the use of cheese as ingredient the
17. AP est une enzyme efficace et couramment utilis e Kimura amp Robyt 1995 Valetudie Colonna Bouchet amp Gallant 1993 et produit principalement du maltose de la maltotriose et de la maltot traose Robyt 1984 Valetudie et al 1993 ont montr que cette enzyme provoque une d gradation d endo et d exocorrosion La sensibilit des amidons natifs a l a amylase diff re selon l origine botanique la structure du granule Valetudie et al 1993 et le type d amylase Fuwa Takaya amp Sugimoto 1980 En r gle g n rale les amidons de c r ales sont plus sensibles a hydrolyse enzymatique que les amidons provenant des tubercules et des racines Fuwa et al 1980 Rasper Rasper amp Mabey 1974 Parmi les tubercules tropicaux la sensibilit a hydrolyse enzymatique diff re galement selon l origine botanique Gallant et al 1982 L amidon de pomme de terre est consid r comme un des amidons les moins sensibles hydrolyse enzymatique Rasper et al 1974 Rickard Asaoka amp Blanshard 1991 Rocha Carneiro amp Franco 2010 Valetudie et al 1993 Par ailleurs amidon de manioc plus sensible que d autres tubercules Rickard et al 1991 Rocha et al 2010 Valetudie et al 78 1993 pr sente une sensibilit similaire aux c r ales Uthumporn Zaidul amp Karim 2010 Valetudie et al 1993 L amidon de manioc peut tre attaqu par endo ou exo corrosion par action de l a amylase D apr
18. AutoPore IV Series pp 1 6 Norcross U S A Micromeritics Mina J Valadez Gonzalez A Herrera Franco P Zuluaga F amp Delvasto S 2011 Physicochemical characterization of natural and acetylated thermoplastic cassava starch DYNA rev fac nac minas 78 166 174 182 Mishra S amp Rai T 2006 Morphology and functional properties of corn potato and tapioca starches Food Hydrocolloids 20 5 557 566 doi http dx doi org 10 1016 j foodhyd 2005 01 001 Miyazaki M Van Hung P Maeda T amp Morita N 2006 Recent advances in application of modified starches for breadmaking Trends in Food Science amp Technology 17 11 591 599 doi http dx doi org 10 1016 j tifs 2006 05 002 Moorthy S N 2002 Physicochemical and functional properties of tropical tuber starches a review Starch St rke 54 12 559 592 doi http dx doi org 10 1002 1521 379X 200212 54 12 3C559 AID STAR2222559 3E3 0 CO Moorthy S N 2004 Tropical sources of starch In Ann Charlotte Eliasson Ed Starch in food structure function and applications pp 321 359 Cambridge England Woodhead Publishing Limited Moorthy S N amp Maini S B 1982 Varietal differences on the properties of cassava starch In Proc Seminar on Post Harvest Technology of Cassava AFST I pp 71 74 Trivandrum India Moorthy S N Wenham J E amp Blanshard J M V 1996 Effect of solvent extraction on the gelatinisation properties
19. Jane J 2010 Effect of lactic acid and UV irradiation on the cassava and corn starches Brazilian Archives of Biology and Technology 53 443 454 doi http dx doi org 10 1590 S1516 89132010000200025 French D 1984 Organization of starch granules In R L Whistler J N BeMiller amp E F Paschall Eds Starch Chemistry and technology pp 183 242 New York Academic Press Fuwa H Takaya T amp Sugimoto Y 1980 Degradation of various starch granules by amylases In J J Marshall Ed Mechanisms of Saccharide Polymerization and Depolymerization pp 73 100 New York Academic Press doi http dx doi org 10 1016 B978 0 12 474150 8 50010 0 Gallagher E Gormley T R amp Arendt E K 2004 Recent advances in the formulation of gluten free cereal based products Trends in Food Science amp Technology 15 3 4 143 152 doi http dx doi org 10 1016 j tifs 2003 09 012 Gallant D J Bewa H Buy Q H Bouchet B Szylit O amp Sealy L 1982 On ultrastructural and nutritional aspects of some tropical tuber starches Starch Stdrke 34 8 255 262 doi DOI 10 1002 star 19820340803 154 Gallant D J Bouchet B amp Baldwin P M 1997 Microscopy of starch evidence of a new level of granule organization Carbohydrate Polymers 32 3 4 177 191 doi 10 1016 S0144 8617 97 00008 8 Gallant D J Bouchet B Bul on A amp P rez S 1992 Physical characteristics of starch granule
20. L 1999 Adsorption processes in chemical engineering in polish pp 85 100 Warszaw Poland Wydawnictwo Naukowo Techniczne Pearson K 1901 On lines and planes of closest fit to systems of points in space Philosophical Magazine 2 6 559 572 Peighambardoust S H Fallah E Hamer R J amp van der Goot A J 2010 Aeration of bread dough influenced by different way of processing Journal of Cereal Science 51 1 89 95 doi http dx doi org 10 1016 j jcs 2009 10 002 P rez E Gibert O Rolland Sabat A Jim nez Y S nchez T Giraldo A Dufour D 2011 Physicochemical functional and macromolecular properties of waxy yam starches discovered from mapuey Dioscorea trifida genotypes in the venezuelan amazon Journal of Agricultural and Food Chemistry 59 1 263 273 doi 10 1021 jf100418r P rez S amp Bertoft E 2010 The molecular structures of starch components and their contribution to the architecture of starch granules A comprehensive review Starch St rke 62 8 389 420 doi 10 1002 star 201000013 Planchot V Colonna P Gallant D J amp Bouchet B 1995 Extensive degradation of native starch granules by alpha amylase from aspergillus fumigatus Journal of Cereal Science 21 2 163 171 doi http dx doi org 10 1016 0733 5210 95 90032 2 Plata Oviedo M amp Camargo C 1998 Effect of acid treatments and drying processes on physico chemical and functional properti
21. La tension d acc l ration est de 15 keV Plusieurs observations ont t effectu es sur chaque chantillon en plusieurs points 83 Figure 35 Microscope balayage environnemental analytique FEI Quanta 200 FEG coupl un d tecteur Oxford Instruments X MAX 50mm2 3 4 Traitements statistiques des r sultats 3 4 1 Test ANOVA et Test de Fisher Les diff rences statistiquement significatives entre les moyennes des chantillons sont d termin es en utilisant le test ANOVA suivi par un test de Fisher avec un niveau de confiance de 95 Le logiciel Statistica v7 1 StatSoft Maison Alfort FRANCE a t utilis 3 4 2 Analyse Cluster L analyse multivari e Cluster est utilis e afin d identifier les groupes d chantillons pr sentant des caract ristiques similaires en utilisant la m thode de liaison moyenne bas e sur le calcul des distances entre les moyennes des chantillons et leurs groupes Ces groupes ou clusters sont form s du regroupement des chantillons de m mes caract ristiques Sokal amp Michener 1958 L analyse multivari e value les relations entre plusieurs variables diff rentes issues des r sultats d exp riences diff rentes panification viscosit granulom trie etc La m thode de liaison moyenne permet de construire un arbre hi rarchique a partir d une matrice de distance des chantillons Ainsi cette technique est bas e sur l utilisation d une distance entre deux grou
22. Marcon et al 2009 La diffraction aux rayons X permettra de v rifier l effet des traitements sur la structure cristalline des amidons Principe La diffraction aux rayons X permet de d finir la structure mol culaire de diff rents types d arrangements cristallins Mestres 1996 Les m thodes de diffractom trie aux rayons X permettent de d terminer le degr de cristallinit des amidons Gernat Radosta Damaschun amp Schierbaum 1990 par le calcul du ratio entre les domaines cristallins et les zones amorphes du spectre de diffraction Van Soest Tournois De Wit amp Vliegenthart 1995 Les caract ristiques tridimensionnelles de la structure cristalline de l amidon peuvent tre identifi es par les mod les de diffraction Ces mod les sont classifi s selon les types A et B cf Figure 16 Imberty Chanzy P rez Buleon amp Tran 1987 Imberty amp P rez 1988 Dans le mod le cristallin de type A la structure est bas e sur un arrangement en parall le des doubles h lices dans la cellule unitaire ce qui produit un cristal monoclinique Dans le mod le cristallin de type B la structure est bas e sur un arrangement hexagonal de doubles h lices Imberty amp P rez 1988 Bien que la g om trie des doubles h lices soit identique dans les types A et B les deux structures diff rent par le nombre de mol cules 51 d eau incluses dans la maille cristalline 4 et 36 mol cules d eau par maille respectiv
23. Mestres et al 1996 Les points noirs repr sentent des micro bulles de gaz retenues dans la p te lors du p trissage Plusieurs travaux indiquent qu il est n cessaire de combiner les deux traitements fermentation et s chage solaire pour obtenir une bonne panification de lamidon aigre de manioc Bertolini et al 2000 Camargo et al 1988 Cardenas amp de Buckle 1980 Dufour et al 1996 Marcon et al 2009 Plata Oviedo amp Camargo 1998 Demiate et al 2000 Vatanasuchart et al 2005 Ainsi la capacit de panification d amidons de manioc natifs ou seulement ferment s ou seulement s ch s au soleil est de l ordre de 2 6 mL g contre 8 18 mL g pour des amidons de manioc ferment s et s ch s au soleil Enfin la propri t de panification de l amidon de manioc peut aussi tre obtenue par des traitements de substitution acidification acides lactique ac tique butyrique acide chlorhydrique pour remplacer la fermentation et irradiation UV UVBA 280 420nm UVB 310 330nm UVC 254nm pour remplacer le s chage solaire Bertolini et al 2000 Camargo et al 1988 Cardenas amp de Buckle 1980 Dufour et al 1996 Marcon et al 2009 Plata Oviedo amp Camargo 1998 De Sena Aquino Pereira Watanabe amp Amante 2013 Franco et al 2010 La combinaison de l acidification et de lirradiation UV permet d obtenir une panification acceptable mais qui reste inf rieure la combinaison fermentation s chage
24. St rke 43 10 375 384 doi 10 1002 star 19910431002 Imberty A Chanzy H P rez S Buleon A amp Tran V 1987 New three dimensional structure for A type starch Macromolecules 20 10 2634 2636 doi 10 1021 ma00176a054 Imberty A Chanzy H P rez S Bul on A amp Tran V 1988 The double helical nature of the crystalline part of A starch Journal of Molecular Biology 201 2 365 378 doi http dx doi org 10 1016 0022 2836 88 90144 1 Imberty A amp P rez S 1988 A revisit to the three dimensional structure of B type starch Biopolymers 27 8 1205 1221 doi 10 1002 bip 360270803 156 Jacobson M R Obanni M amp Bemiller J N 1997 Retrogradation of starches from different botanical sources Cereal Chemistry Journal 74 5 511 518 doi 10 1094 CCHEM 1997 74 5 511 Jamroz J Hajnos M amp Sokolowska Z 1999 Application of the mercury porosimetry to the porosity study of wheat flour extrudates International Agrophysics 13 4 445 449 Jane J 2006 Current understanding on starch granule structures Journal of Applied Glycoscience 53 3 205 213 Jane J Chen Y Y Lee L F McPherson A E Wong K S Radosavljevic M amp Kasemsuwan T 1999 Effects of amylopectin branch chain length and amylose content on the gelatinization and pasting properties of starch Cereal Chemistry Journal 76 5 629 637 doi 10 1094 CCHEM 1999 76 5 629 Jane J Xu A Radosavljevi
25. Tambo 4 9 4 10 2 4 10 3 2 10 3 2 10 9 7 10 Plaine 3 8 10 2 2 10 4 7 107 4 3 10 4 3 10 Altitude 6 9 10 6 4 10 21410 27110 7 0 10 Tous 6 1 10 5 8 10 2 9 107 2 6 107 6 9 10 6 2 10 Z Traitements NO non ferment s ch au four FS ferment s ch au soleil af Les lettres diff rentes dans chaque colonne indiquent les diff rences significatives en p lt 0 05 Fisher Les carts types sont indiqu s entre parenth ses GU Unit glucose dans la mol cule d amidon 101 Par ailleurs l effet oxydatif du traitement FS est confirm par la teneur en carboxyle plus lev e dans les chantillons FS que dans les chantillons NO comme report par Da Silva et al 2006 et Guerra Dias et al 2011 qui ont trouv FS 1 1 107 mol COOH mol GU gt NO 8 3 10 mol COOH mol GU et FS 2 3 10 mol COOH mol GU gt NO 1 3 10 moles COOH mol GU respectivement Oxydation totale Somme de teneurs en groupements carbonyle et carboxyle La teneur en groupes carbonyle et carboxyle des chantillons FS confirme que l oxydation a d se d rouler pendant la fermentation et ou le s chage au soleil L oxydation totale moyenne est 6 8 10 6 2 10 moles CO COOH mol GU en accord avec la litt rature Guerra Dias et al 2011 5 1 10 moles CO COOH mol GU Par ailleurs les groupes carbonyles ont t le principal groupe fonctionnel d tect dans l oxydation totale e
26. Wodnicka K 2002b Characteristics of cereal starch granules surface using nitrogen adsorption Journal of Food Engineering 54 2 103 110 doi http dx doi org 10 1016 S0260 8774 01 00190 X Karathanos V T amp Saravacos G D 1993 Porosity and pore size distribution of starch materials Journal of Food Engineering 18 3 259 280 doi http dx doi org 10 1016 0260 8774 93 90090 7 Kassenbeck P 1975 Electron microscope contribution to the study of fine structure of wheat starch in german Starch St rke 27 7 217 227 doi 10 1002 star 19750270702 Kassenbeck P 1978 Contribution to the knowledge on distribution of amylose and amylopectin in starch granules in german Starch St rke 30 2 40 46 doi 10 1002 star 19780300203 Katz J 1930 Changes in the X ray spectrum of the starch during cooking and on the staling of bread in german Z Physik Chem 150 37 59 Kent N L 1985 Technical compendium on composite flours Technologies available for application FAO Ed Addis Abab p 109 Economic Commission for Africa Kimura A amp Robyt J F 1995 Reaction of enzymes with starch granules kinetics and products of the reaction with glucoamylase Carbohydrate Research 277 1 87 107 doi http dx doi org 10 1016 0008 6215 95 00196 Z Kokelaar J J van Vliet T amp Prins A 1996 Strain Hardening Properties and Extensibility of Flour and Gluten Doughs in Relation to Breadmaking Perform
27. amp Ducarouge 1981 Toutefois d autres ingr dients et additifs sont habituellement inclus dans une formulation de pain typique pour am liorer leur qualit Hoseney amp Seib 1978 Ainsi on peut aussi trouver du sucre du lait en poudre cr m ou un substitut du malt des mulsifiants des inhibiteurs de moisissures par exemple le propionate de sodium des enzymes amylases et des oxydants Lai amp Lin 2006 Ils stabilisent et am liorent la texture le volume la dur e de vie de la p te pain et du pain apr s cuisson Les mulsifiants par exemple les mono et di glyc rides se complexent avec l amylose ce qui laisse moins d amylose libre apr s la cuisson ainsi moins d amylose est disponible pour former un gel rigidifiant la mie dans la p te Les amylases en hydrolysant l g rement l amidon retardent le raffermissement de la mie de pain d la r trogradation et prolongent la dur e de vie des produits panifi s Stampfli amp Nersten 1995 Whitehurst 2008 Les principales fonctions des plus importants composants utilis s dans le pain sont r sum es dans le Tableau 9 La panification est affect e par plusieurs caract ristiques de l amidon notamment par la g latinisation et la r trogradation qui sont consid r es tr s importantes pour la qualit du pain en particulier la texture Miyazaki Van Hung Maeda amp Morita 2006 2 3 1 Le proc d de panification Un proc d de fabric
28. choisie pour cette tude La spectroscopie infrarouge en r flexion totale att nu e ATR FTIR Appareillage La cellule ATR est constitu e d une enclume de diamant qui laisse passer le rayonnement incident et le focalise sur la surface de l chantillon C est le faisceau r fl chi par la surface de l chantillon qui est d tect et analys cf Figure 20 L chantillon d indice de r fraction nz est plac en contact direct avec le diamant mat riau transparent dans le domaine d tude d indice de r fraction n lev de telle sorte que n gt gt No Si l angle d incidence du rayonnement incident est sup rieur une valeur critique sin n2 n alors l interface r fl chit totalement le faisceau chantillon Diamant Figure 20 Sch ma de la cellule ATR diamant utilis e dans cette tude Malgr le ph nom ne de r flexion la radiation p n tre dans l chantillon une profondeur de plusieurs um et peut tre absorb e 55 La profondeur de p n tration de l onde dp Sevenou Hill Farhat amp Mitchell 2002 est d finie par 7 O longueur d onde du rayonnement incident 1 2 m nombre d onde m n constante optique du diamant 2 38 n constante optique de l chantillon 1 5 0 angle d incidence 45 Cette profondeur de p n tration n est pas constante et va d pendre de la longueur d onde du faisceau Plus on se placera a des longueurs d ond
29. cules d amidon forment plus facilement un film emprisonnant les bulles de vapeur d eau qui se forment pendant la cuisson et qui contr lent l expansion de la pate Bertolini et al 2000 Marcon et al 2009 Contrairement au pain de bl le pain d amidon aigre de manioc est pr par sans fermentation ni production de CO L expansion force FE est contr l e par la dilatation de bulles de vapeur d eau form es pendant la cuisson sous l effet de l augmentation de la temp rature Figure 10 La force limitant l expansion FC est une combinaison de la viscosit de la pate et du module lastique du mat riau Le degr d expansion est contr l par la limite d lasticit des parois des bulles lorsque les parois arrivent a leur point de rupture la vapeur d eau s chappe ce qui abaisse la teneur en eau et rigidifie la matrice d amidon transition caoutchouc verre figeant le syst me dans son tat expans L amidon de manioc forme de meilleurs films et a une limite d lasticit plus lev e compar d autres amidons Tran et al 2009 ce qui peut expliquer ses meilleures propri t s d expansion Ainsi plusieurs ph nom nes contr lent l expansion de l amidon aigre de manioc lors de la cuisson En premier lieu la force d expansion trouve son origine dans la pression de la vapeur d eau qui reste pi g e et qui augmente avec la temp rature En second lieu les transitions thermiques modifient les propr
30. es Plusieurs travaux ont utilis le RVA pour des analyses sur la structure fine Han amp Hamaker 2001 et la teneur en amylose de l amidon J Chen Lai amp Lii 2003 Sasaki Yasui amp Matsuki 2000 L analyse RVA est une m thode rh ologique simple et rapide pour caract riser la suspension amidon eau lors du chauffage et du refroidissement dans des conditions d agitation contr l es Ross Walker Booth Orth amp Wrigley 1987 Thomas amp Atwell 1988 Walker et al 1998 Au d but d un essai la temp rature est inf rieure a la temp rature de g latinisation de l amidon et donc la viscosit est faible Lorsque la temp rature s l ve au dessus de la temp rature de g latinisation les granules d amidon absorbent de l eau et gonflent jusqu a se toucher et frotter les uns contre les autres Les forces de cisaillement caus es par ce gonflement des granules se traduisent par une augmentation de la viscosit mesur e Newport Scientific 2001 qui permet d analyser les diff rences entre amidons taille des granules diffusion de compos s solubles e g amylose des granules vers la solution Protocole La m thode report e par Sanchez et al 2009 a t utilis e Les profils de viscosit de dispersions d amidon g latinis ont t obtenus avec un analyseur rapide de viscosit mod le RVA 4 Series Newport Scientific Warriewood Australie Figure 26 L amidon 1 25 g m s a t dispers
31. pondre des besoins technologiques et nutritionnels sp cifiques BeMiller amp Whistler 2009 Bemiller 1997 Bul on et al 1990 Moorthy 2004 La modification par fermentation et irradiation UV de l amidon du manioc connue sous le nom d amidon aigre est utilis e pour la fabrication du pain traditionnel en Am rique du Sud ainsi que des produits de type snack et des produits panifi s sans gluten Bertolini Mestres Raffi et al 2001 Demiate et al 2000 Les modifications de l amidon de manioc par fermentation et irradiation UV ainsi que leurs propri t s seront d velopp es par la suite section 2 2 1 2 2 1 Modification de l amidon de manioc par fermentation et irradiation UV L amidon de manioc qui est modifi enzymatiquement par fermentation naturelle et chimiquement par irradiation UV acquiert des propri t s d expansion int ressantes devenant ainsi panifiable Dufour et al 1995 Marcon et al 2007 Mestres amp Rouau 1997 Une autre caract ristique de ce type d amidon est l absence du gluten Bertolini 2000 Marcon et al 2009 Cet amidon modifi par fermentation et irradiation UV est connu sous le nom d amidon aigre Au Br sil et en Colombie les principaux pays producteurs d amidon aigre Westby amp Cereda 1994 il est connu sous le nom de polvillo azedo et almidon agrio Lacerda et al 2005 Mestres amp Rouau 1997 L Argentine le Paraguay et l Equateur Cabal
32. pour d crire l intrusion de mercure dans un mat riau poreux en fonction de la pression appliqu e sur le mercure Le mercure est utilis parce qu il est non mouillant angle de contact d environ 130 et non r actif pour la plupart des surfaces solides Sous pression atmosph rique de par son angle de contact sup rieur 90 il ne p n tre donc pas la porosit ouverte du solide Il est donc n cessaire d appliquer une pression pour qu il puisse p n trer dans la porosit du mat riau L quation de Washburn est la suivante pate 0089 20 P Ou D le diam tre quivalent de pores um P la pression d intrusion Pa 0 langle de contact entre le mercure et la phase solide o la tension superficielle air mercure dyn cm La p n tration du mercure dans les pores des chantillons est assur e par des incr ments de pression permettant pour chacun d entre eux d atteindre une porosit d autant plus fine cf Figure 33 La pression du mercure est inversement proportionnelle a la taille des pores Une pression faible est requise pour rentrer dans les macropores tandis qu une pression beaucoup plus importante est n cessaire pour acc der aux m sopores Micromeritics 2001b En fonction des incr ments de pression la distribution de taille des pores ouverts d un mat riau poreux peut ainsi tre tablie Cette m thode rencontre une limite pour les mat riaux organiques beaucoup plus fragiles que les mat riaux
33. s Oates 1997 l a amylolyse des amidons de manioc se produit par endocorrosion dans des zones sp cifiques de la surface du granule piq res Ces piq res s largissent au cours de l hydrolyse et cr ent de larges canaux d endocorrosion qui s enfoncent l int rieur du granule En revanche deux tudes indiquent que la d gradation peut tre caus e galement par exocorrosion En effet Franco et al 1988 ont d montr que l a amylase bact rienne provoque une forte d gradation superficielle du granule et une faible corrosion radiale Par ailleurs Valetudie Colonna Bouchet amp Gallant 1993 ont d montr que les a amylases bact rienne et pancr atique peuvent d grader toute la surface du granule L analyse de digestibilit enzymatique permet d tudier la morphologie et la structure du granule d amidon Franco et al 1988 Gallant et al 1997 Rocha et al 2010 Sujka amp Jamroz 2007 en fournissant des informations sur les zones du granule sensibles a hydrolyse Par exemple cette m thode permet de d terminer la sensibilit des granules d amidon cru dans divers produits comme le mais Tollier amp Guilbort 1971 la pomme de terre Varatharajan et al 2011 et le manioc Camargo et al 1988 Valetudie et al 1993 Quelques tudes ont montr que les enzymes d gradent principalement les parties amorphes des granules d amidon Gallant et al 1973 Leach amp Schoch 1961 cependant les par
34. temp rature ambiante Cette suspension aqueuse 10 m v a t filtr e avec du papier filtre Whatman N 1 50 mL de ce filtrat ont t pr lev s pour mesure du pH l aide d un pH m tre Titroline 96 Schott Allemagne Pour chaque chantillon 3 mesures ont t effectu es 3 3 4 Teneur en groupements carbonyle et carboxyle Lors du s chage solaire l amidon peut tre oxyd par irradiation UV Demiate et al 2000 Guerra Dias ef al 2011 Afin de v rifier cette oxydation les teneurs en groupements carbonyle et carboxyle ont t mesur es Principe La teneur en groupements carboxyle et carbonyle sont des indicateurs du degr d oxydation Kuakpetoon amp Wang 2006 L effet de la fermentation et ou s chage solaire sur les amidon de manioc entra ne une oxydation qui entra ne la formation de groupements carbonyle et carboxyle Guerra Dias et al 2011 La mesure de la teneur en groupements carbonyle est bas e sur une r action de condensation qui se produit au cours de la mesure de l hydroxylamine en exc s r agit avec les groupements carbonyles ce qui entra ne la formation d oxime et d eau Smith 1967 L exc s d hydroxylamine est ensuite titr avec de l acide chlorhydrique La m thode de titration des groupements carboxyle et carbonyle de Smith 1967 peut tre utilis e pour la d tection de l oxydation dans l amidon D apr s L Wang amp Wang 2001 la teneur en groupements carboxyl
35. tude pr sent e ici ont montr que les r gions spectrales correspondant l ordre cristallin jouent un r le important dans la capacit de panification Par ailleurs d autres travaux Demiate et al 2000 Putri et al 2012 ont tabli seulement une pr diction partielle de la 56 capacit de panification partir des r sultats de spectroscopie infrarouge La meilleure corr lation obtenue dans les deux cas est restreinte au domaine spectral situ autour de 1600 cm associ aux vibrations d longation du groupement carboxyle D autre part Marcon et al 2009 ont montr que l ATR FTIR combin l Analyse en Composantes Principales ACP permet d identifier les changements structuraux dans les amidons de manioc natifs ferment s et s ch s au four ou au soleil Cette synergie peut mettre en vidence les diff rences ou similitudes entre les chantillons et repr sente un outil de pr diction pour la capacit de panification Protocole Les spectres ont t enregistr s dans le domaine 650 4000 cm avec une r solution de 2 cm l aide d un spectrom tre IRTF Nicolet Nexus Infra Rouge Transform e de Fourier quip d une platine ATR diamant Golden Gate Specac et d un d tecteur DTGS Le nombre d acquisitions est 64 scans 3 3 8 Spectrophotom trie UV Les bandes d absorbance UV de l amidon de manioc peuvent tre d cal es apr s les traitements de fermentation ou s ch
36. tudi s Principe Les modifications de la viscosit d une suspension d amidon au cours de l empesage dans des conditions de temp rature et d agitation contr l es sont le r sultat de plusieurs ph nom nes 1 gonflement granulaire et solubilisation des macromol cules lors de la g latinisation BeMiller amp Whistler 2009 2 dislocation des granules sous l effet du cisaillement 3 r association des macromol cules lors du refroidissement La mesure de la viscosit au cours de l empesage fournit plusieurs informations sur les propri t s 62 structurelles et fonctionnelles des amidons Les appareils utilis s commun ment pour ces analyses sont le viscoamylographe Brabender et l analyseur rapide de viscosit RVA Thomas amp Atwell 1988 Figure 26 Le viscoamylographe Brabender tait jusqu 1995 1999 traditionnellement utilis dans le monde entier pour la caract risation du comportement d empesage des amidons Okechukwu amp Anandha Rao 1996 Cet appareil a t remplac par l analyseur rapide de viscosit RVA Doublier Llamas amp Le Meur 1987 qui pr sente plusieurs avantages par rapport au viscoamylographe Brabender des temps d analyse plus courts typiquement 10 30 min pour le RVA contre 45 90 min pour le viscoamylographe des quantit s d chantillons plus faibles une efficacit dans le contr le et la collecte des r sultats num ris s et des proc dures d talonnage facilit
37. 1000m and 1700 m 2 5 1 3 lowland and 10 highland clones respectively were modified by fermentation 0 or 30 days and drying oven or sun treatments RVA average peak viscosity decreased regularly from 952 cP in native starch to 699 cP in fermented and sun dried starch Granule size analysis revealed that fermen tation hydrolysed lowland and highland granules by exocorrosion and endocorrosion respectively This result was corroborated by significantly higher RVA breakdown and lower intrinsic viscosity in highland Breadmaking clones different sensitivity to fermentation For the first time amylose contents ranging from Loaf expansion 157 to 21 7 were correlated with expansion ability 3 0 8 6 ml g of sour cassava starch Therefore Gluten free the combination of cassava genotypes mainly amylose content and post harvest treatments is key for UV irradiation expansion ability Supra molecular granule structure influenced sensitivity to fermentation 2013 Elsevier Led All rights reserved 1 Introduction fermentation for about 30 days and final sun drying for 12h The The Composite Flour Program of FAO established in 1964 Kent 1985 financed research in tropical countries to substitute wheat flour with cassava flour Consumer acceptability decreased in mix tures with gt 30 cassava flour due to noticeable color texture and flavor differences FAO 2004 In South America a traditional alter native to flour is the fermentation of cassa
38. 140 8 183 6 189 7 217 2 176 6 188 2 220 0 162 2 30 2 198 3 19 2 188 0 26 6 NS 147 1 162 6 122 0 176 4 128 6 149 7 152 8 152 6 25 6 151 2 9 7 148 4 18 7 FO 134 6 170 7 140 0 162 5 152 1 142 7 158 5 154 9 11 0 145 9 21 6 151 6 13 1 ES 115 9 90 5 101 6 163 3 135 9 146 2 108 0 103 2 17 9 131 0 25 9 123 0 26 2 Traitements NO non ferment s ch au four NS non ferment s ch au soleil FO ferment s ch au four et FS ferment s ch au soleil ae Les lettres diff rentes dans chaque rang e indiquent les diff rences significatives en p lt 0 05 Fisher Les carts types sont indiqu s entre parenth ses La baisse de viscosit intrins que apr s traitements est la suivante 19 4 et 21 1 apr s FO et NS respectivement par rapport NO et 34 6 apr s le traitement combin FS par rapport NO Pour les chantillons de plaine la viscosit intrins que diminue peu suite aux traitements NS et FO respectivement 5 9 et 4 5 par rapport NO Seul le traitement 97 combin de fermentation et s chage au soleil FS diminue la viscosit intrins que de 36 4 par rapport NO Pour les chantillons d altitude la viscosit intrins que diminue fortement d s les traitements NS et FO respectivement 23 8 et 26 4 par rapport NO Le traitement combin FS entraine quant lui une d
39. 18 5 153 Essendoubi M 2007 Identification et typage par micro spectroscopie IRTF des levures du genre Candida d origine clinique Universit de Reims Champagne Ardenne Th se de doctorat Fan J Mitchell J R amp Blanshard J M V 1996a The effect of sugars on the extrusion of maize grits I The role of the glass transition in determining product density and shape International Journal of Food Science amp Technology 31 1 55 65 doi 10 1111 j 1365 2621 1996 22 317 x Fan J Mitchell J R amp Blanshard J M V 1996b The effect of sugars on the extrusion of maize grits IL Starch conversion International Journal of Food Science amp Technology 31 1 67 76 doi 10 1111 j 1365 2621 1996 21 318 x Fan J Mitchell J R amp Blanshard J M V 1999 A model for the oven rise of dough during baking Journal of Food Engineering 41 2 69 77 doi http dx doi org 10 1016 S0260 8774 99 00070 9 Fang C amp Campbell G M 2000 Effect of measurement method and moisture content on wheat kernel density measurement Food and Bioproducts Processing 78 4 179 186 doi http dx doi org 10 1205 09603080051065278 Fannon J E Hauber R J amp Bemiller J N 1992 Surface pores of starch granules Cereal chemistry 69 284 288 Fannon J E Shull J M amp Bemiller J N 1993 Interior channels of starch granules Cereal chemistry 70 5 611 613 FAO 2000 The world cassava eco
40. 1990 ainsi que le mod le de double couche montrant le r le de la matrice gluten amidon et de la lamelle liquide lors de la stabilisation des cellules de gaz de la p te pain Gan et al 1990 Gan Ellis amp Schofield 1995 Le processus de cuisson comprend deux phases 1 Une expansion finale de la pate due l augmentation de la temp rature et la dilatation des gaz retenus dans les cellules le CO lib r par la fermentation mais aussi la vapeur d eau form e lorsque la temp rature d passe 100 C 2 L ouverture des bulles du fait de la pression et de l absorption d eau par les mol cules d amidon en cours de g latinisation ce qui arr te 35 l expansion Sevenou Hill Pesheck Enz amp Mitchell 2002 ont d crit la p te en expansion comme une mousse form e de cellules de gaz ferm es ind pendantes et la fin de l expansion comme une transition de la structure de mousse vers une structure d ponge form e de cellules ouvertes interconnect es 2 3 3 2 Le m canisme de panification de l amidon aigre La panification de l amidon aigre trouve son origine dans la d gradation de l amidon engendr e par les traitements post r colte de fermentation et irradiation UV Ces traitements entra nent une diminution du poids mol culaire de l amidon par rapport l amidon natif et un effondrement plus important de la structure des granules d amidon au cours de la g latinisation Par cons quent les mol
41. 2003 Thomas amp Atwell 1988 Pour obtenir des images par MEB l chantillon doit tre recouvert d une couche mince d un m tal r fl chissant avant d tre irradi avec un faisceau d lectrons Les lectrons secondaires mis par l chantillon permettent de former une image point par point r v lant les caract ristiques de surface dans les moindres d tails Ruste 2013 Thomas amp Atwell 1988 Jusqu aux ann es 1990 les travaux sur l imagerie de la surface des granules d amidon ont t r alis s par microscopie lectronique balayage MEB classique Les granules d amidon ne sont pas cependant des chantillons id aux pour l imagerie MEB en raison de leur nature biologique particulaire et de leur faible conductivit lectrique Baldwin et al 1994 Fannon et al 1992 Gallant et al 1997 1972 cit s par BeMiller amp Whistler 2009 De plus des chantillons observ s par MEB ne peuvent tre visualis s dans leur tat d origine L imagerie r alis e dans un vide pouss et les techniques de pr paration qui lui sont associ es peuvent changer la structure des produits et introduire des d fauts ind sirables BeMiller amp Whistler 2009 La microscopie lectronique balayage environnementale EMEB r sout en partie ces difficult s Les microscopes EMEB travaillent vide mod r dans la chambre contenant l chantillon sans pr paration pr alable de l ordre de 1 50 Torr tandis que la colonne d
42. 2009 Chapter 12 Fruits and Vegetables In D W Sun Ed Infrared spectroscopy for food quality analysis and control pp 321 353 San Diego Academic Press doi http dx doi org 10 1016 B978 0 12 374136 3 00012 2 Seib P A 1994 Wheat Starch Isolation Structure and Properties Journal of Applied Glycoscience 41 1 49 69 Sevenou O Hill S E Farhat I A amp Mitchell J R 2002 Organisation of the external region of the starch granule as determined by infrared spectroscopy International journal of biological macromolecules 31 1 3 79 85 doi 10 1016 S0141 8130 02 00067 3 Sevenou O Hill S E Pesheck P Enz J amp Mitchell J R 2002 From dough to bread The end of a foam Paper presented at AACC annual meeting and exhibition Montreal Quebec Canada Shafer J amp Neasham J 2000 Mercury porosimetry protocol for rapid determination of petrophysical and reservoir quality properties The Society of Core analysts 12 Shibanuma K Takeda Y Hizukuri S amp Shibata S 1994 Molecular structures of some wheat starches Carbohydrate Polymers 25 2 111 116 doi http dx doi org 10 1016 0144 8617 94 90146 5 Shimadzu Corporation 1999a Manuel d instructions Guide utilisateur syst me Spectrophom tre UV 2450 UV 2550 p 62 Kyoto Japan Shimadzu Corporation Shimadzu Corporation 1999b Instruction manual ISR 240A Integrating sphere assembly p 24 Kyoto Japan Shimadzu Corp
43. 4 3 270 61 FO 7 62 0 0 9 777 46 808 38 425 49 52 6 5 7 522 64 139 23 26 7 3 2 256 46 FS 62 8 1 1 718 41 504 50 70 4 7 8 286 98 52 71 13 9 20 7 208 16 Traitements NO non ferment s ch au four NS non ferment s ch au soleil FO ferment s ch au four et FS ferment s ch au soleil Les lettres diff rentes dans chaque rang e indiquent les diff rences significatives en p lt 0 05 Fisher Les carts types sont indiqu s entre parenth ses 130 Le setback SB est un indice de la r trogradation de l amylose au cours du refroidissement Betancur ef al 2001 Ce ph nom ne de r trogradation est reli la r association des mol cules d amylose par la formation de liaisons hydrog ne entre groupements hydroxyles Lawal 2004 Thomas amp Atwell 1988 Des travaux ont montr que ces ph nom nes sont corr l s positivement avec la teneur en amylose la longueur de amylose et l tat de dispersion des cha nes d amylose Mishra amp Rai 2006 Thomas amp Atwell 1988 Nos r sultats montrent une diminution significative du setback apr s fermentation FO et FS de 46 3 et 76 6 tous chantillons confondus par rapport NO conform ment la litt rature Gomes et al 2005 Uzomah amp Ibe 2011 En revanche le relative setback RSB ne diminue respectivement que de 13 0 et 47 3 apr s FO et FS par rapport a NO avec une plus
44. 7 109 77 99 Riz normal 70 3 9 9 13 2 40 5 79 9 113 96 160 Riz cireux 56 9 13 4 15 4 5 0 64 1 205 84 100 Riz doux 58 6 12 8 13 4 4 3 64 6 219 100 128 Bl 57 1 9 1 10 7 33 7 88 6 104 75 154 Quenouille du mil 67 1 8 5 14 4 53 8 74 2 201 80 208 Haricot Mung 60 0 11 5 11 4 58 9 73 8 186 161 363 Taro chinois 67 3 12 5 15 0 32 0 73 1 171 88 161 Manioc 64 3 10 1 14 7 25 3 67 6 173 61 107 Type B Mais cireux ae 71 5 25 7 22 0 61 6 83 2 162 150 190 Pomme de terre 58 2 9 5 15 8 43 4 63 5 702 165 231 Type C Racine de Lotus 60 6 10 5 13 5 43 2 67 4 307 84 138 Banane verte 68 6 7 5 17 2 47 7 74 0 250 194 272 Ch taigne d eau 58 7 24 1 13 6 47 9 74 3 61 16 27 Les param tres de g latinisation ont t obtenus par ACD La plage correspond la diff rence de temp rature entre la temp rature finale et la temp rature initiale To P Le de r trogradation est calcul par le rapport AH amidon r trograd AH g latinisation D termin par un viscoanalyseur rapide utilisant 8 m m b s d amidon dans l eau 28 g de la masse totale Tableau 7 M thodes d analyse de la g latinisation de l amidon Microscopie optique Microscopie lectronique Transmission de la lumi re Viscom trie D termination de gonflement et solubilit Granulom trie par diffraction laser H RMNS C RMN en haute r solution C PC MAS RMN FTIR ESR DSC ATD Analyses enzymatiques a Biliaderis 1982 b Valetudie G
45. 84 26 56 1 42 20 46 0 62 23 48 1 55 23 44 1 63 27 20 2 94 27 97 0 64 26 02 2 16 22 29 1 75 24 37 1 55 24 99 2 38 23 13 1 91 24 06 0 93 24 88 3 47 25 92 2 05 26 54 2 97 24 91 3 14 25 12 2 35 25 66 2 70 Y Valeurs obtenues partir des analyses de digestibilit enzymatique Z Traitements NO non ferment s ch au four FO ferment s ch au four et FS ferment s ch au soleil 1 Les lettres en exposant dans chaque colonne indiquent les diff rences statistiquement significatives en p lt 0 05 Fisher Les carts types sont indiqu s entre parenth ses 5h 40 25 3 47 36 23 3 08 35 46 0 76 34 38 0 81 33 84 2 43 35 40 1 85 39 21 2 24 41 16 3 67 39 60 0 30 43 89 1 12 38 99 1 17 2 38 56 1 40 32 14 1 60 31 47 2 01 30 76 1 48 35 71 3 48 9 36 69 0 94 35 46 2 75 32 89 1 37 35 19 0 65 37 31 3 93 35 04 2 80 35 43 1 26 36 26 4 58 36 54 3 90 35 87 3 96 36 58 4 32 36 09 3 60 35 71 3 21 6h 44 58 3 11 42 17 3 41 41 88 0 69 37 85 1 49 38 74 2 11 40 04 1 63 de de bc C To TT YS YH cd 42 87 2 17 41 93 2 55 43 16 1 09 33 14 1 35 33 67 1 44 32 35 1 68 40 16 1 08 40 36 2 43 38 25 0 32 35 22 0 90 38 35 1 57 a a a cd cd bc ab bc TT TT TZ a 41 21 4 28 40 4
46. Dufour D Larsonneur S Alarcon Morante F Brabet C amp Chuzel G 1996 Improving the breadmaking potential of cassava sour starch In D Dufour G M O Brien amp R Best Eds Cassava flour and Starch Progress in research and development pp 133 142 Cali Colombia CIAT CIRAD Duprat F Gallant D Guilbot A Mercier C amp Robin F P 1980 L amidon In B Monties Ed Les polym res v g taux pp 176 231 Paris Gautiers Villars Eggleston G Omoaka P E amp Ihedioha D O 1992 Development and evaluation of products from cassava flour as new alternatives to wheaten breads Journal of the Science of Food and Agriculture 59 3 377 385 doi 10 1002 jsfa 2740590315 Emiola L O amp Delarosa L C 1981 Physicochemical characteristics of yam starches Journal of Food Biochemistry 5 2 115 130 doi 10 1111 j 1745 4514 1981 tb00665 x Erdogan A amp Gurses M 2005 Lactic acid bacteria isolating from blue mouldy tulum cheese produced with Penicillium roqueforti International Journal of Food Properties 8 2 405 411 doi 10 1081 JFP 200059509 Escobar A Dufour E Sanchez T Giraldo A amp Dufour D 2009 Evaluation of highland cassava Manhiot esculenta Crantz for starch production in Colombia Alimentos Hoy Revista de la Asociacion colombiana de ciencia y tecnologia de alimentos Congreso Iberoamericano de Ingenieria en Alimentos Bogota Colombia 06 09 September
47. L AMIDON DE MANIOC MODIFI PAR FERMENTATION ET IRRADIATION UV JURY Pr Philippe Piccerelle Aix Marseille Universit Pr sident Pr Jean Louis Delarbre Universit Montpellier 1 Directeur de Th se Pr Camille Michon AgroParisTech Massy Rapporteur Pr Ga lle Roudaut Agrosup Dijon Rapporteur Dr Thierry Tran CIRAD Tha lande Examinateur Dr Lidwine Grosmaire Universit Montpellier 1 Examinateur Dr Dominique Dufour CIRAD Cali Invit Remerciements Mes remerciements vont en premier lieu au Pr Jean Louis Delarbre pour m avoir accord sa confiance et accueilli au sein de son quipe Merci de m avoir soutenu dans les moments difficiles et dirig avec tant de sagesse et de gentillesse Ma sinc re gratitude pour leur tol rance et leur engagement personnel tout au long de cette th se Mes remerciements aussi au Dr Thierry Tran qui m a encadr avec tant de comp tence et rigueur scientifique dont il fait preuve pour interpr ter les r sultats Ma reconnaissance pour son exigence du travail bien fait et sa patience indiscutables Merci pour leurs contributions inestimables dans le cadre de cette th se Je tiens galement exprimer ma sinc re reconnaissance au Dr Lidwine Grosmaire qui a co encadr cette th se pour son aide pr cieuse et sa contribution tr s importante dans la r alisation et l accompagnement pendant cette th se Un merci tr s sp cial pour leurs corrections de ce travail et pour leur empathie J adres
48. al 2005 Onitilo Sanni Oyewole amp Maziya Dixon 2007 Cependant d autres facteurs comme les effets g n tiques et g ographiques altitude de culture semblent jouer un r le d terminant sur la panification en plus des traitements post r colte extraction fermentation et s chage solaire A ce jour la majorit des travaux se sont concentr s sur l tude d une ou deux vari t s sans tenir compte des diff rences g n tiques Bertolini et al 2000 Bertolini Mestres Raffi ef al 2001 Marcon et al 2009 Mestres Boungou Akisso amp Zakhia 2000 Mestres amp Rouau 1997 et seules quelques publications ont explor l influence du g notype du manioc sur la capacit de panification Escobar Dufour Sanchez Giraldo amp Dufour 2009 Onitilo et al 2007 Par ailleurs Escobar et al 2009 ont mis en vidence pour la premi re fois l influence de l altitude a laquelle le manioc est cultiv sur la capacit de panification De plus les connaissances traditionnelles des agriculteurs ont souvent indiqu que les facteurs g n tiques et climatiques agissent sur la capacit de fabrication de pain De ce fait la n cessit d approfondir les recherches sur l influence du g notype et de l altitude de culture en plus de l effet des traitements post r colte comme possibles facteurs d terminants de la capacit de panification est mise en avant L originalit de ce travail de th se est l tude d taill e de l
49. amidon Gallant et al 1997 Les bosses visibles la surface indiquent la pr sence de blocklets 4b Mod le de globule Les blocklets sont plus petits dans les r gions amorphes r gion centrale que dans les r gions semi cristallines 5 Anneaux de croissance Image par MET d une section ultrafine d un granule d amidon hydrolys montrant les anneaux de croissance en couches alternatives de r gions amorphes et semi cristallines 6 Granule 6a Granule d amidon observ par MEB granule en lumi re polaris e 6b Ensemble de sch mas de DRX microfocalis s enregistr s avec un granule d amidon montrant la distribution et l orientation des domaines cristallins Chaque sch ma de diffraction correspond une surface d environ 3 um et des pas de 7 um s parent les deux sch mas Bul on V ron se amp Putaux 2007 6c Section de granule d amidon montrant l orientation radiale des domaines cristallins lamelles 14 L analyse par diffraction des rayons X DRX montre que l amidon est un polym re semi cristallin Katz 1930 Cette structure semi cristalline se compose de lamelles cristallines structures ordonn es qui poss dent des packages troits de cha nes de glucanes et de lamelles amorphes zones moins ordonn es qui incluent les points de ramification Oates 1997 2 1 1 2 1 La phase cristalline Des travaux de recherche ont port sur la caract risation de la phase cristalline
50. amidons d termin e par hydrolyse acide diffraction aux rayons X DRX et r sonance magn tique nucl aire RMN C Amidon Hydrolyse acide DRX RMN C Type A Ma s normal 18 27 38 43 42 43 Mais cireux 20 28 38 48 48 53 Amylomais 18 25 38 Bl 20 27 36 39 39 Riz 38 39 49 Type B Pomme de terre 18 24 25 40 40 50 Manioc 24 38 44 Robin 1976 Gidley 1985 Cooke amp Gidley 1992 2 1 1 2 1 La phase amorphe Il existe peu de travaux sur les caract ristiques de la phase intercristalline amorphe en d pit de son importance sur les propri t s physiques et r actionnelles de l amidon En effet la d limitation entre cette phase et la phase cristalline n est pas clairement d finie et les cha nes d amidon particuli rement celles d amylopectine peuvent changer d une phase l autre au cours du temps On peut dire que pr s de 70 de l amidon pr sent dans un granule poss de un caract re amorphe La proportion varie selon l esp ce v g tale dont est issu l amidon Blanshard 1987 2 1 1 3 Structure supramol culaire de l amidon La structure supramol culaire de l amidon correspond la structure du granule d amidon L aspect physique et la grosseur des granules d amidon natif varient d une esp ce v g tale l autre Ces granules peuvent se pr senter sous forme d ellipsoides pommes de terre polygones ma s sph res bl ou h misph res
51. amp D Appolonia 1977 Moorthy 2002 Rickard et al 1991 Swinkels 1985 ou ovales Moorthy 2002 2004 Niba et al 2002 Onitilo et al 2007 Figure 51 et 52 Aucune diff rence morphologique entre g notypes ou traitements n a t observ e En revanche des travaux ant rieurs sur des granules d amidon aigre obtenus apr s fermentation et s chage au soleil ont montr des modifications de la morphologie environ 10 par rapport l amidon de manioc doux ou natif Cardenas amp de Buckle 1980 107 Apparence de la surface des granules La surface des granules de cette tude apparait lisse plane et homog ne Aucun endommagement superficiel n a t observ tant pour les chantillons NO que FO Figure 51 et 52 Ces r sultats sont similaires a ceux pr sent s dans la litt rature Fannon et al 1992 Moorthy 2002 2004 Niba et al 2002 Onitilo et al 2007 4800 x6 00k E 5 00um 4800 x6 00k a Plaine NO CM6438 14 b Plaine FO CM6438 1 4 4800 x6 00k Rye oe 4800 x6 00k c Altitude NO SM707 17 d Altitude FO SM707 17 Figure 51 Observations par MEB de 2 g notypes d amidon du manioc un de plaine a b et un autre d altitude c d soumis a deux traitements non ferment s ch au four NO et ferment s ch au four FO a CM6438 14 NO b CM6438 14 FO c SM707 17 NO d SM707 17 FO Cependant quelques travaux signalent des d gradations superficielle
52. amp Helbert W 2001 Internal structure of the starch granule revealed by AFM Carbohydrate Research 330 2 249 256 doi http dx doi org 10 1016 S0008 6215 00 00275 5 Baldwin P M Adler J Davies M C amp Melia C D 1994 Holes in Starch Granules Confocal SEM and Light Microscopy Studies of Starch Granule Structure Starch St rke 46 9 341 346 doi 10 1002 star 19940460906 Baldwin P M Davies M C amp Melia C D 1997 Starch granule surface imaging using low voltage scanning electron microscopy and atomic force microscopy International Journal of Biological Macromolecules 21 1 2 103 107 doi http dx doi org 10 1016 S0141 8130 97 00048 2 Banks W amp Greenwood C T 1975 Starch and its components p 342 Edinburgh England University Press doi 10 1002 star 19750270912 150 Bemiller J N 1997 Starch modification challenges and prospects Starch St rke 49 4 127 131 doi 10 1002 star 19970490402 BeMiller J N amp Whistler R 2009 Starch chemistry and technology J BeMiller amp R Whistler Eds Third Edit p 894 San Diego Academic Press doi http dx doi org 10 1016 B978 0 12 746275 2 00024 0 Bertolini A C 2000 Bases mol culaires et thermom caniques de la propri t d expansion du polvilho azedo Universit de Nantes Nantes France Th se de doctorat Bertolini A C 2010 Starches characterization properties and applications A C
53. and Nuidied bed agglomeration ourna of Food Engineering 84 2 194 205 Kent N L 1985 Technical compendium on composite flours Technologies availabe Jor appiication Etiophia FAO United Nation Economic Commission for Africa Marcon M J A Kurtz D J Raguzzoni J C Delgadillo 1 Maraschin M Sotdi V et al 2009 Expansion properties of sour cassava starch Potvilho Azedo Variables related to its practical application in bakery Starch Starke 61 12 716 726 SS ee sion ability of fermented maize four and cassava starch during Daking Journal Of the Science of Food and Agriculture 80 6 665 672 Mestres C amp Rouau X 1997 Influence of natural fermentation and drying con Gitions on the physicochemical characteristics of cassava starch Journal of the Science of Food and Agriculture 74 2 147 155 Mestres C Rouau X Zakhia N amp Bradet C 1996 Physicochemical properties of cassava sour starch In D Dufour G M O Brien amp R Best Eds Cassava flour and starch Progress in research and development pp 143 149 Cali Colombia CIAT GRAD Mestres C Zakhia N amp Dufour D 1997 Functional and physico chemical prop erties of sour starch In P J Frazier P ra ny nga ee eee UK The Royal Society of Chemistry Special publication no Noa LL BL MM ROSOR F L Schlimme D S amp Li B W 2002 Physicochemical properties and starch granular characteristics of flour
54. cassava genotype on breadmaking ability of sour starch Escobar Dufour Sanchez Giraldo amp Dufour 2009 Onitilo et al 2007 in contrast with most works which used only one or two genotypes and there fore did not take the into consideration the genetic differences Escobar et al 2009 in particular found that the altitude above sea level at which cassava is cultivated appears to be another determining factor for the breadmaking ability Farmers traditional knowledge has often indicated that genetic and climatic factors influence breadmaking ability The originality of this work is to study in detail the genetic effect on breadmaking ability of sour cassava starch using 13 Colombian genotypes cultivated in exactly the same conditions at two loca tions with low intermediate 1000 meters above sea level m a s 1 or high 1700m a s l altitudes and referred to respectively as lowland and highland The effect of post harvest treatments fer mentation and sun drying of the 13 native starches was analyzed through characterization of both native and modified starches Physicochemical parameters pasting and thermal properties were quantified in order to provide information on the degradation mechanism s of sour starch The aim of this work was to contribute to a better understanding of sour cassava starch properties and to highlight the effects of genotype altitude and process fermented versus native starches parameters on the breadma
55. cessaire les recettes de produits panifi s base d amidon de manioc n utilisent d ailleurs pas de levures et le p trissage est suivi directement de la cuisson sans les tapes de pointage et d appr t La section 2 3 3 pr sente plus en d tails les m canismes de panification du bl et de l amidon aigre de manioc 2 3 2 La capacit de panification Les boulangers et fabricants de pain y compris le pain d amidon aigre consid rent la capacit de panification comme le principal crit re de qualit Dufour et al 1996 Laurant 1992 La capacit de panification de l amidon aigre est d finie comme l aptitude d un amidon ferment augmenter le volume d une p te pr par e avec cet amidon lors de la cuisson Chuzel 2001 Laurant 1992 Pour l amidon aigre les traitements post r colte de fermentation et de s chage solaire influencent nettement augmentation la capacit de panification Bertolini ef al 2000 Marcon et al 2009 Mestres et al 2000 La capacit de panification est d termin e par le volume sp cifique des pains d amidon aigre obtenus apr s cuisson Bertolini et al 2000 Camargo et al 1988 Cardenas amp de Buckle 1980 Marcon et al 2009 Mestres ef al 2000 Elle est calcul e par le rapport volume du pain poids du pain mL g Vanhamel Ende Darius amp Delcour 1991 Les travaux de Nunes amp Cereda 1994 ont conduit une classification en trois cat gories
56. ch au soleil NO Vs FS 10 37 9 06 7 26 5 49 1 85 0 84 1 52 3 23 7 57 1 08 1 00 1 54 1 24 8 89 1 56 0 27 3 49 2 26 4 88 Les lettres minuscules diff rentes dans chaque colonne indiquent les diff rences significatives en p lt 0 05 Fisher Les carts types sont indiqu s entre parenth ses AD PA Les lettres majuscules diff rentes dans chaque rang e indiquent les diff rences significatives en p lt 0 05 Fisher Les carts types sont indiqu s entre parenth ses 111 4 1 3 3 Cristallinit par diffraction aux rayons X Objectif Confirmer que les traitements de fermentation et ou s chage n alt rent pas la cristallinit des d amidons de manioc Analyse de r sultats 5 chantillons ont t s lectionn s 1 de plaine CM4574 7 NO et 4 d altitude SM1058 13 NO Cumbre 3 NO Cumbre 3 FO et Cumbre 3 FS L chantillon de plaine HMC 1 NO a d j t analys dans le travail de Rolland Sabat et al 2012 et a t inclus dans les r sultats Les diagrammes de diffraction aux rayons X DRX des chantillons sont pr sent s dans la Figure 53 Seul le g notype HMC 1 n est pas repr sent ici L analyse de l ensemble des chantillons a montr une cristallinit relative comprise entre 35 et 40 quels que soient les traitements Ces r sultats sont comparables ceux obtenus avec de l amidon natif de m me provenance CIAT Colombie Rolland Sabat et al 20
57. cristallin diff rent type V caract ristique des complexes amylose lipides Guilbot amp Mercier 1985 Rappenecker amp Zugenmaier 1981 Le type V est observ lors de la formation de complexes entre l amylose et une mol cule complexante iode alcools cyclohexane acides gras Rappenecker amp Zugenmaier 1981 La structure l mentaire constituant les maillons cristallographiques est form e de clusters de doubles h lices d amylopectine Wu amp Sarko 1978a 1978b a 6 unit s de glucose par tour avec un pas gal 2 1 nm Imberty et al 1988 Imberty amp P rez 1988 Les forces agissant sur le maintien de cette structure sont du type Van der Waals et liaison hydrog ne dans une proportion de 40 et de 60 respectivement Ces doubles h lices seraient dispos es de fa on antiparall le dans une maille cristallographique une des h lices est dispos e en conformation up et l autre adjacente cette derni re est plac e en conformation down Cependant certaines tudes men es par French 1984 tendent infirmer cette supposition pr tendant que cet antiparall lisme des doubles h lices engendrerait des probl mes importants au niveau de la synth se biologique in vivo du produit 16 La structure de la maille l mentaire est monoclinique dans le cas de la structure A Wu amp Sarko 1978a Zobel 1988a Entre chaque double h lice on observe la pr sence de 4 mol cules d eau Sarko amp Z
58. dans laquelle sont r parties de mani re al atoire des micro bulles gazeuses Bloksma 1990 On consid re qu une matrice d amidon gluten entoure et stabilise ces bulles de gaz Bloksma 1990 Hoseney 1992 Figure 9 En fin de p trissage les parois des alv oles gazeuses sont recouvertes d un film liquide contenant des mol cules tensioactives Ainsi en cas de rupture de la matrice prot ique sous l effet de la pression de gaz carbonique le film constitue une barri re imperm able aux gaz et s oppose a leur chappement Figure 9 La production de CO par les levures lors de la fermentation de la p te pointage et appr t entra ne une augmentation du volume des cellules de r tention du gaz et 34 l expansion de la pate force d expansion FE Un exc s de pression dans les cellules de r tention de gaz par rapport la pression atmosph rique est n cessaire cette expansion Bloksma 1990 Structure classique des cellules Cellule gaz de gaz de la p te stabilis es seulement lt Matrice continue par une matrice d amidon gluten zo d amidon gluten Granules Q d amidon IBA Des tapes avanc es de la fermentation au d but des tapes de cuisson Premi res tapes de la fermentation Granules d amidon Matrice d amidon gluten O Cellules de gaz bord es de lamelles liquides Fin de la cuisson Figure 9 Structure classique de la p te figure du haut Bloksma
59. de cette racine conservation en frais apr s r colte inf rieure 48 heures la production de la f cule de manioc est une voie de valorisation tr s int ressante pour allonger la conservation et r duire les pertes post r colte Bertolini 2000 En Asie Afrique et Am rique du Sud l amidon et la farine de manioc sont d importantes productions commerciales FAO 2000 et servent d aliment de base surtout aux populations conomiquement d favoris es FAO 2006 La production et la consommation de manioc sont importantes pour les pays de la zone tropicale Aujourd hui environ 250 millions de tonnes an sont produites dans le monde Figure 1 FAO 2013 avec plus de 800 millions de consommateurs principalement en Afrique sub saharienne Am rique latine et Asie Shore 2002 o ce tubercule contribue consid rablement au maintien de la s curit alimentaire FAO 2000 Shore 2002 La production d amidon dans le monde est d environ 25 millions de tonnes an d amidon natif et 8 millions de tonnes an d amidon modifi Les amidons de mais et de manioc figurent en t te avec 15 5 et 8 0 millions de tonnes an respectivement suivis par les amidons de pomme de terre et de bl avec 1 5 et 1 0 millions de tonnes an Les principaux producteurs sont la Tha lande l Indon sie la Chine le Vietnam le Br sil et l Inde Stapleton 2012 Actuellement la source la plus importante d amidon trait e dans les march s internationaux est celle
60. de 25 a 160 C une vitesse de 10 C min maintenues 160 C pendant 2 min puis refroidies jusqu 60 C une vitesse de 10 C min Les temp ratures et les enthalpies de g latinisation ont t d termin es en utilisant la phase de chauffage du thermogramme Trois temp ratures de g latinisation ont t mesur es T temp rature d initiation de la g latinisation T temp rature du pic maximal temp rature pour laquelle la r action endothermique se produit au maximum et Te temp rature finale la temp rature laquelle tous les granules d amidon sont g latinis s La plage de temp rature de g latinisation AT a t calcul e comme la diff rence Te To Cavallini amp Franco 2010 To et Te sont d termin es au point situ a l intersection de la tangente au point d inflexion ascendant respectivement descendant des pics et de la ligne de base Relkin 2006 50 Figure 15 Calorim tre diff rentiel balayage DSC 7 Les teneurs en amylose ont t d termin es en utilisant la phase de refroidissement du thermogramme partir de l enthalpie de formation des complexes amylose lysophospholipide Les analyses ont t effectu es en double et les valeurs moyennes ont t calcul es 3 3 6 Cristallinit par diffraction aux rayons X Les traitements de fermentation et s chage solaire affectent peu les r gions cristallines des amidons de manioc Bertolini Mestres Raffi et al 2001
61. du manioc Stapleton 2012 L exportation mondiale d amidon de manioc est de 1 8 millions de tonnes an soit 811 millions d euros La Tha lande est le premier exportateur avec 94 de l exportation mondiale Tableau 1 FAO 2013 L amidon de manioc pr sente des sp cificit s remarquables par rapport aux autres amidons Il montre un faible taux de mati res r siduelles mati res grasses prot ines cendres et des poids mol culaire lev s en amylose et amylopectine Swinkels 1985 De plus le phosphore contenu dans l amidon de manioc en faible quantit est partiellement amovible V Singh amp Ali 1987 et par cons quent n est pas li sous forme d ester de phosphate comme dans l amidon de pomme de terre Par ailleurs les propri t s fonctionnelles de lamidon de manioc en font un ingr dient populaire dans l industrie agroalimentaire particuli rement pour sa clart de gel son gonflement et sa r tention d eau Niba Bokanga Jackson Schlimme amp Li 2002 J Singh Kaur amp McCarthy 2007 sa viscosit lev e et sa bonne r sistance la r frig ration ou cong lation ce qui le rend comparable l amidon cireux du bl Moorthy 2002 Monde Afrique O Asie Am rique Production de manioc MT 0 pan T co ice D O T Oo e2 D fo Oo Oo D fo oO oO o qe qr N N N Figure 1 Production de manioc dans le monde FAO 2013
62. e La suspension est chauff e dans un 48 bain d eau bouillante sous agitation continue pendant 15 minutes pour assurer la g latinisation compl te La suspension est ensuite refroidie et maintenue 40 C dans un bain marie pendant 1 heure Enfin l chantillon est titr jusqu pH 8 2 l aide d une solution de soude NaOH 0 01 mol L La teneur en groupements carboxyle ajout s par le traitement FS est exprim e en nombre de moles de carboxyle par moles d unit s de glucose mol COOH mol GU Elle est exprim e en pourcentage et est calcul e partir de l quation suivante molCOOH molGU V xC W VbxCb Wb xM GU 4 O V volume de titration L C concentration de la solution de soude utilis e pour la titration mol L b blanc NO chantillon FS W masse en base s che g M GU Masse molaire d une unit glucose 162 g mol Remarque La teneur en carbonyle dans les amidons natifs NO a t suppos e n gligeable contrairement la teneur en carboxyle d o l utilisation de blancs diff rents pour les deux d terminations 3 3 5 Propri t s thermiques et teneur en amylose DSC La structure cristalline des amidons demeure inchang e au cours des traitements Bertolini Mestres Lourdin et al 2001 Marcon et al 2009 L valuation des temp ratures et de l enthalpie de g latinisation mesur es par DSC permettra de v rifier ou infirmer cette hypoth se La teneur e
63. empesage RVA Objectif D terminer l volution de la viscosit de l amidon lors du chauffage et du refroidissement des diff rents chantillons en suspension aqueuse Analyse des r sultats Les viscosit s de 13 chantillons soumis NO NS FO et FS ont t analys es 127 Analyse du viscoamylogramme Les profils de viscosit des chantillons de plaine et d altitude natifs NO non ferment s s ch s au soleil NS et ferment s s ch s au four FO pr sentent deux pics de viscosit le premier PV1 tant plus faible que le deuxi me PV2 Pour les chantillons ferment s s ch s au soleil FS un seul pic de viscosit a t observ Ce pic unique des chantillons FS a t arbitrairement d sign comme correspondant PV2 mais il peut tre d crit comme tant le r sultat de la fusion de deux pics PV1 et PV2 observ s dans les autres traitements En effet le peak time du pic de viscosit des chantillons FS est interm diaire entre les peaks times de PV1 et PV2 des chantillons NO NS et FO Figure 64 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 Viscosit cP Temperature C 0123 45 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Temps min Figure 64 Viscoamylogramme d un chantillon d amidon du manioc SM1495 5 soumis aux traitements NO A NS 0O FO O et FS 0 D autres tudes de la viscosit RVA d amidon de manioc ferment n
64. et ou s chage au soleil D autres facteurs tels que l introduction des lipides ou non dans la formulation peuvent contribuer expliquer les diff rences observ es entre chantillons HMC 1 SM7591 5 CM6438 14 SM1498 4a CM4574 7 SM707 17 SM1058 13 CM7436 7 CM7438 14 CM7 138 7 Tambo 4 SM1495 5 Cumbre 3 0 99 1 00 1 01 1 02 1 03 1 04 Dist Agr gation Figure 60 Analyse multivari e Cluster pour identifier des diff rences et des similitudes entre les capacit s de panification ayant une formulation boulang re avec pr g latinisation et lipides des vari t s soumises au traitement NO 125 HMC 1 SM7591 5 CM6438 14 SM1498 4a CM4574 7 SM707 17 SM1058 13 CM7436 7 CM7438 14 CM7138 7 Tambo 4 SM1495 5 Cumbre 3 0 98 1 00 1 02 1 04 1 06 1 08 1 10 1 12 1 14 1 16 1 18 Dist Agr gation Figure 61 Analyse multivari e Cluster pour identifier des diff rences et des similitudes entre les capacit s de panification ayant une formulation boulang re avec pr g latinisation et lipides des vari t s soumises au traitement NS HMC 1 SM7591 5 CM6438 14 SM1498 4a CM7436 7 CM7 138 7 CM4574 7 SM1058 13 SM707 17 Cumbre 3 CM7438 14 SM1495 5 Tambo 4 0 99 1 00 1 01 1 02 1 03 1 04 1 05 1 06 1 07 1 08 Dist Agr gation Figure 62 Analyse multivari e Cluster pour identifier des diff rences et des similitudes entre les capacit s de panification ayant une formulation boulang re avec pr g
65. expansion de volume galement calibr et connu Une certaine pression d h lium est introduite dans la cellule de mesure o I h lium occupe tout le volume libre de solide y compris la porosit ferm e du solide qui lui est accessible La cellule contenant l chantillon et la chambre d expansion sont mises en communication et la pression est mesur e apr s expansion Le volume particulaire de l chantillon est calcul sur la base de la mesure de la variation de pression provoqu e par la d tente du gaz Micromeritics 2001a L utilisation de l h lium pour la d termination de la porosit a l avantage de ne pas d former l chantillon et de respecter sa porosit initiale les mol cules sont tr s petites et peuvent p n trer rapidement les petits pores de l amidon Dandekar 2010 L objectif de l tude est de v rifier l hypoth se que la porosit des granules d amidon augmente apr s fermentation Si cette hypoth se est v rifi e la porosit ferm e des chantillons ferment s va tre plus lev e que celle des amidons natifs Protocole Le protocole de mesure est bas sur Fang amp Campbell 2000 Une prise d essai de 10 g d amidon est plac e dans la cellule de mesure de taille moyenne de 4 31 cm pour les poudres dans le porosim tre La cellule contenant 74 l chantillon est d abord pressuris e avec I h lium pression P1 Ensuite la valve d expansion est ouverte entrainant la lib ra
66. fermentation et ou s chage au soleil Ces r sultats sont en accord avec la litt rature Camargo et al 1988 qui ont test l hydrolyse enzymatique jusqu 150 min ont obtenu des r sultats similaires avec des amidons de manioc soumis aux traitements NO et FO Les pourcentages d hydrolyse report s par Camargo et al 1988 sont cependant plus faibles que dans notre tude 7 et 11 apr s respectivement 1 et 2 heures d incubation contre respectivement 11 et 19 pour notre tude En revanche les pourcentages d hydrolyse apr s 24 heures des chantillons de plaine soumis aux diff rents traitements sont significativement plus lev s que ceux des chantillons d altitude Tableau 28 avec des diff rences de 6 2 6 6 et 8 9 respectivement pour les traitements NO FO et FS Ces diff rences contredisent notre hypoth se et pourraient tre expliqu es par la teneur en amylose plus lev e pour les g notypes de plaine ou par des variations de la structure cristalline et ou amorphe des diff rents g notypes 4 3 3 Conclusion partielle V rification des diff rences de structure des granules apr s traitements de fermentation et s chage au soleil Les mesures de porosit et de digestibilit enzymatique n ont pas permis de confirmer l hypoth se selon laquelle le traitement de fermentation endommage toute la structure des granules d amidon des g notypes d altitude couches externes et noyau et seulement les couches ext
67. latinisation et lipides des vari t s soumises au traitement FO 126 SM7591 5 HMC 1 CM6438 14 CM7436 7 CM7438 14 SM1058 13 SM1498 4a CM7138 7 CM4574 7 SM707 17 Tambo 4 Cumbre 3 0 90 0 95 1 00 1 05 1 10 1 15 1 20 1 25 1 30 1 35 Dist Agr gation Figure 63 Analyse multivari e Cluster pour identifier des diff rences et des similitudes entre les capacit s de panification ayant une formulation boulang re avec pr g latinisation et lipides des vari t s soumises au traitement FS 4 2 1 3 Comparaison entre la formulation avec pr g latinisation et lipides et la formulation avec HPMC sans lipides La comparaison des deux formulations a t effectu e pour estimer l influence des lipides sur la capacit de panification Tester amp Morrison 1992 Les capacit s de panification moyennes des chantillons soumis aux traitements NO FO NS et FS et panifi s avec la formulation HPMC sans lipides sont respectivement 26 8 58 0 35 1 et 59 6 plus lev es qu avec la formulation boulang re avec lipides Cette meilleure panification en absence de lipides quel que soit le traitement pourrait s expliquer par la formation de complexes amylose lipides qui limiteraient le gonflement de la p te du pain Tester amp Morrison 1992 En conclusion l utilisation des lipides dans la recette de panification pourrait tre un facteur d terminant de la capacit de panification 4 2 2 Comportement d
68. modification de l amidon de manioc est n cessaire pour surmonter les particularit s ind sirables de l amidon natif et donc d am liorer les caract ristiques du produit Sriroth Piyachomwan Sangseethong amp Oates 2002 En Am rique du Sud une alternative traditionnelle en panification est la substitution de la farine du bl par l amidon de manioc modifi par fermentation et irradiation UV du soleil Cereda 1973 et Westby amp Cereda 1994 au Br sil et Cardenas amp De Buckle 1980 et Zakhia Dufour Chuzel amp Griffon 1996 en Colombie Cette modification influence fortement les caract ristiques physicochimiques et organoleptiques Demiate Dupuy Huvenne Cereda amp Wosiacki 2000 Mestres amp Rouau 1997 Numfor Walter amp Schwartz 1995 reli es une excellente capacit de panification Bertolini Mestres Lourdin Valle amp Colonna 2001 Dufour Brabet Zakhia amp Chuzel 1995 Franco et al 2010 Marcon et al 2009 en l absence de gluten Bertolini Mestres amp Colonna 2000 Marcon et al 2009 Ce type de modification de l amidon de manioc est connu sous le nom d amidon aigre Polvilho azhedo au Br sil ou almid n agrio en Colombie Lacerda et al 2005 Mestres amp Rouau 1997 Dans ces pays le processus de fabrication comprend principalement trois tapes l extraction de l amidon la fermentation naturelle pendant environ 30 jours et le s chage solaire pendant 12 h
69. natifs ferment s et ou s ch s au soleil G notype pH NO NS FO FS Plaine HMC 1 8 2 8 4 3 4 4 4 CM6438 14 7 7 7 8 3 5 4 8 CM4574 7 8 0 8 0 3 5 4 3 Altitude CM7436 7 8 3 8 2 4 2 5 8 CM7438 14 8 3 8 3 5 3 5 5 SM1498 4a 7 8 7 9 4 1 4 5 CM7138 7 8 1 8 2 3 9 4 1 SM7591 5 8 2 8 2 4 0 4 4 Cumbre 3 7 8 8 0 4 1 4 5 SM707 17 8 1 8 1 4 0 4 3 SM1495 5 8 2 8 2 4 1 4 1 SM1058 13 8 3 8 4 5 5 5 3 Tambo 4 8 0 8 1 4 1 4 4 Plaine 8 0 0 2 8 1 0 3 3 5 0 1 4 5 0 2 Altitude 8 1 0 2 8 2 0 1 4 3 0 5 4 7 0 6 Tous 8 1 0 2 8 1 0 2 4 1 0 6 4 7 0 5 Traitements NO non ferment s ch au four NS non ferment s ch au soleil FO ferment s ch au four FS ferment s ch au soleil ae Les lettres diff rentes dans chaque rang e indiquent les diff rences significatives en p lt 0 05 Fisher Les carts types sont indiqu s entre parenth ses Les chantillons natifs NO et non ferment s s ch s au soleil NS ont un pH gal 8 1 Ces r sultats sont plus lev s que ceux pr sent s dans la litt rature Tableau 16 La fermentation diminue significativement le pH du fait de la formation d acides organiques en particulier l acide lactique Les chantillons ferment s s ch s au four FO ont un pH de l ordre de 4 2 en conformit avec la litt rature Tableau 16 Les chantillons ferment s s ch s au soleil FS ont un pH de 4 7 Ces r sultats sont sensiblement plus
70. obtenues par DRX Echantillon analys dans le travail de Rolland Sabat et al 2012 Type cristallin Les diffractogrammes pr sent s sur la Figure 53 sont caract ristiques de structures cristallines de type C Cette forme cristalline pr sente des pics de diffraction intenses a 5 6 15 17 18 et 23 Ces r sultats sont a rapprocher de ceux de plusieurs auteurs Bertolini et al 2001 ont observ des diffractogrammes caract ristiques des structures de type C avec des bandes intenses a 15 17 18 1 22 23 3 et 24 pour des chantillons de manioc soumis a diff rents traitements natif acidifi et ou irradi Camargo Colonna Buleon amp Richard Molard 1988 ont observ sur des diffractogrammes d amidons de manioc natifs et ferment s les pics les plus intenses a 5 65 15 17 18 correspondant un m lange des types A et B assimil du type C 113 Plata Oviedo amp Camargo 1998 ont observ des bandes intenses 15 17 18 et 22 5 correspondant au type C pour les chantillons de manioc natifs et s ch s au soleil Une quipe Putri Haryadi Marseno amp Cahyanto 2012 a observ des diffractogrammes de type A avec les pics intenses a 15 17 18 et 23 pour des chantillons d amidon de manioc natif acidifi ou ferment Dans notre tude les chantillons analys s pr sentent des degr s de cristallinit similaires entre 35 et 40
71. ont observ qu un seul pic de viscosit avant et apr s traitement Franco et al 2010 Mestres Zakhia amp Dufour 1997 A notre connaissance seuls Escobar et al 2009 ont observ un seul pic pour des g notypes de plaine et deux pics pour des g notypes d altitude Une analyse plus d taill e montre que dans le traitement NO le second pic de viscosit est sup rieur au premier PV1 lt PV2 l exception de 3 chantillons CM7138 7 Cumbre 3 et Tambo 4 pour lesquels PV1 est soit sup rieur soit gal a PV2 Suite aux traitements la diff rence entre les pics PV1 et PV2 diminue comme suit Pour le traitement NS le pic PV1 demeure inferieur a PV2 Seulement pour deux chantillons CM7436 7 et SM1495 5 l ordre de grandeur change avec le pic PV1 similaire PV2 Pour le traitement FO les pics PV1 et PV2 ont t du m me ordre de grandeur dans les cas de 5 g notypes HMC 1 CM4574 7 CM7436 7 SM1495 5 et SM707 17 Deux 128 autres g notypes CM7438 7 et Tambo 4 n ont pr sent qu un seul pic PV2 PV1 ayant disparu Ces changements des pics de viscosit lors de la fermentation pourraient tre expliqu s par une diminution de la masse mol culaire et ou une alt ration de la structure des granules Cette hypoth se pourrait tre confirm e par d autres exp rimentations Analyse des param tres RVA Le Tableau 26 r sume les r sultats des param tres RVA de 3 chantillons de plaine et 10 d altitude sou
72. r flectance diffuse de deux chantillons d amidon de manioc Cumbre 3 et SM7591 5 lors de 3 traitements NO bleu FO vert et FS rouge 94 Figure 43 Analyse multivari e Cluster pour identifier des diff rences et des similitudes entre la viscosit intrins que des diff rentes vari t s soumises au traitement NO ssssscsscsseeseeeseeseeseesseeseees 98 Figure 44 Analyse multivari e Cluster pour identifier des diff rences et des similitudes entre la viscosit intrins que des diff rentes vari t s soumises au traitement NS ini 99 Figure 45 Analyse multivari e Cluster pour identifier des diff rences et des similitudes entre la viscosit intrins que des diff rentes vari t s soumises au traitement FO ner 99 Figure 46 Analyse multivari e Cluster pour identifier des diff rences et des similitudes entre la viscosit intrins que des diff rentes vari t s soumises au traitement FS 100 Figure 47 Analyse multivari e Cluster pour identifier des diff rences et des similitudes entre les teneurs en groupements carbonyle des vari t s soumises au traitement FS 103 Figure 48 Analyse multivari e Cluster pour identifier des diff rences et des similitudes entre les teneurs en groupements carboxyle des vari t s lors de la diff rence entre les traitements FS et NO ne ee 103 Figure 49 Analyse multivari e Cluster pour identifier des diff rences et des similitudes entre l ox
73. r siduels et dans la fermentation des sous produits Le sucre est un composant de type Maillard au cours de la cuisson 3 Le sucre est pr sent dans la couleur de la cro te qui r sulte de la caram lisation sucre chaleur et du brunissement non enzymatique le sucre r ducteur un groupe amine de prot ines les acides amin s etc 1 La mati re grasse facilite l expansion des bulles de gaz de la p te 2 La mati re grasse lubrifie les lames de tranches au cours du d coupage du pain 3 La mati re grasse prolonge la dur e de vie des produits panifi s 4 La mati re grasse attendrit la cro te du pain 1 Les produits laitiers fournissent de la prot ine haute en lysine et du calcium 2 Les produits laitiers am liorent la saveur des produits panifi s 3 Les produits laitiers sont impliqu s dans la couleur de la cro te r action de brunissement et caram lisation 4 Les produits laitiers ont un effet tampon dans la p te et leurs liquides ferment s 31 Le frasage s effectue a vitesse lente afin de m langer les ingr dients et d hydrater la farine Ce proc d incorpore l eau au gluten de l amidon de la farine Les particules de gluten gonflent et forment un r seau semblable un chafaudage Le p trissage en tant que tel se r alise vitesse plus rapide environ deux fois plus vite que celle du frasage Ce traitement consiste d velopper le r seau glutineux 2 3 1 2 Le pointage Le p
74. tat gonfl par exemple la rupture des parois des bulles ayant atteint leur limite d lasticit laisse s chapper les gaz vitant la contraction du produit 2 3 3 1 Le m canisme de panification du bl Le bl est la c r ale la plus utilis e pour la fabrication du pain Cauvain amp Young 2007 La pate a base de farine de bl est quasiment la seule a poss der des propri t s visco lastiques qui permettent la formation de la structure d une miche de pain de bonne qualit Kokelaar van Vliet amp Prins 1996 Cette pate a la capacit de retenir les gaz produits par les levures lors de la fermentation pendant une longue p riode Bloksma 1990 grace a la formation d un r seau de prot ines de gluten Gallagher Gormley amp Arendt 2004 Liu Sheperd amp Rathjen 1996 MacRitchie 1989 Miyazaki et a 2006 L amidon est le composant majoritaire de la p te a pain et interagit avec le gluten pour d terminer la texture du produit Miyazaki et al 2006 L amidon dilue le gluten un niveau appropri et absorbe l eau a partir du gluten au cours de la g latinisation rendant ainsi poreux le r seau de gluten et laissant les gaz s chapper de la p te en fin de cuisson de sorte que le pain ne s effondre pas en refroidissant Sandstedt 1961 Le m canisme de panification du bl peut s expliquer de la mani re suivante Le p trissage transforme la farine et l eau en une p te visco lastique coh sive
75. tronqu s manioc et leur grosseur peut varier de 2 um 175 um French 1984 Lineback amp Inglett 1982 cf Tableau 5 L amidon est biosynth tis pour donner forme des granules qui pr sentent en microscopie lumi re polaris e une croix noire dite croix de Malte Ce ph nom ne de bir fringence positive est d l organisation semi cristalline des granules l orientation moyenne des cha nes de polym re est radiale Gallant Bouchet Bul on amp P rez 1992 En pr sence d eau et de chaleur temp rature sup rieure 50 C le granule d amidon perd son agencement semi cristallin du fait de la p n tration d eau dans le granule 18 Tableau 5 et de la fonte des cristallites d amylopectine Ce ph nom ne nomm g latinisation se produit diff rentes temp ratures pour diff rents types d amidons Thomas amp Atwell 1988 Caract ristiques des granules d amidon de diff rentes origines botaniques Amidon Type Forme Taille um Orge C r ale Lenticulaire type A 15 25 Sph rique type B 2 5 Mais cireux et normal C r ale Sph rique poly drique 2 30 Amylomais C r ale Irr guli re 2 30 Mil C r ale Poly drique 4 12 Avoine C r ale Poly drique 3 10 seul 80 compos Pois L gume R niforme seul 5 10 Pomme de terre Tubercule Lenticulaire 5 100 Riz C r ale Poly drique 3 8 seul 150 compos Seigle C r ale Lenticulaire t
76. 0 6 lt 665 AID JSFA585 gt 3 0 C0 2 K Mestres C amp Rouau X 1997 Influence of natural fermentation and drying conditions on the physicochemical characteristics of cassava starch Journal of the Science of Food and Agriculture 74 2 147 155 doi http dx doi org 10 1002 SICI 1097 0010 199706 74 2 3C147 AID JSFA781 3E3 0 C0 2 Mestres C Rouau X Zakhia N amp Brabet C 1996 Physicochemical properties of cassava sour starch In D Dufour G M O Brien amp R Best Eds Cassava flour and starch Progress in research and development pp 143 149 Cali Colombia CIAT CIRAD Mestres C Zakhia N amp Dufour D 1997 Functional and physico chemical properties of sour starch In P J Frazier P Richmond amp A M Donald Eds Starch Structure and Functionality Special pu pp 42 50 Cambridge The Royal Society of Chemistry 159 Meuser F Manners D J amp Seibel W 1995 Progress in plant polymeric carbohydrate research Progress in Plant Polymeric Carbohydrate Research pp 54 56 Hamburg B Behr s Verlag GmbH amp Co Meyer K Lorenz P BOhl Kuhn B amp Klobes P 1994 Porous solids and their characterization methods of investigation and application Crystal Research and Technology 29 7 903 930 doi 10 1002 crat 2170290702 Micromeritics 2001a MultiVolume Pycnometer 1305 p 15 Creli France Micromeritics Micromeritics 2001b Automated mercury porosimeters
77. 00 s L chantillon et le d tecteur formant un angle de 25 28 sont distants de 100 mm et sont fixes C est l int gration de l intensit 52 qui permet de tracer le graphe en fonction de l angle 26 La cristallinit relative a t d termin e apr s la normalisation de tous les diagrammes enregistr s entre les valeurs de 3 et 30 28 De l amidon de pomme de terre sec extrud a t utilis comme standard amorphe Des amyloses recristallis es pr sentant des cristaux de type et B ont t utilis es en tant que standards cristallins Le degr de cristallinit des structures a t d termin selon la m thode initialement d velopp e pour la cellulose Wakelin Virgin amp Crystal 1959 Le pourcentage de cristallinit correspond la pente de la droite isampie lamor 28 f lcrys lamor 28 O isampie lamor Et leys sont respectivement les intensit s diffract es de l chantillon de l amorphe et des standards cristallins 3 3 7 Analyse structurale par spectroscopie infrarouge transform e de Fourier ATR FTIR Les traitements de fermentation et s chage solaire affectent a priori de fa on plus importante la surface des granules d amidon plut t que les parties internes L analyse structurale par spectroscopie infrarouge transform e de Fourier en r flexion totale att nu e ATR FTIR peut permettre de v rifier une ventuelle modification de la structure superficielle des granules prof
78. 010000200039 Roger P amp Colonna P 1993 Evidence of the presence of large aggregates contaminating amylose solutions Carbohydrate Polymers 21 2 3 83 89 doi http dx doi org 10 1016 0144 8617 93 90002 L Roger P amp Colonna P 1996 Molecular weight distribution of amylose fractions obtained by aqueous leaching of corn starch International Journal of Biological Macromolecules 19 1 51 61 doi http dx doi org 10 1016 0141 8130 96 01101 4 Rolland Sabat A Sanchez T Bul on A Colonna P Ceballos H Zhao S S Dufour D 2013 Molecular and supra molecular structure of waxy starches developed from cassava Manihot esculenta Crantz Carbohydrate Polymers 92 2 1451 1462 doi http dx doi org 10 1016 j carbpol 2012 10 048 Rolland Sabat A Sanchez T Bul on A Colonna P Jaillais B Ceballos H amp Dufour D 2012 Structural characterization of novel cassava starches with low and high amylose contents in comparison with other commercial sources Food Hydrocolloids 27 1 161 174 doi http dx doi org 10 1016 j foodhyd 2011 07 008 162 Ross A S Walker C E Booth R I Orth R A amp Wrigley C W 1987 The Rapid Visco Analyser A new technique for the estimation of sprout damage Cereal Foods World 32 827 829 Russell P L amp Oliver G 1989 The effect of pH and NaCl content on starch gel ageing A study by differential scanning calorimetry and rheology J
79. 012 5 D cantation cette op ration s effectue dans des canaux de s dimentation o le m lange eau amidon lechada s journe pendant 24 heures Cette s dimentation aboutit l amidon s diment et un deuxi me sous produit la mancha Ce dernier est constitu d un m lange riche en amidon en prot ines en fibres et en lipides Ce sous produit est valoris comme aliment pour animaux Brabet 1994 De la phase s diment e partie amylac e recueillie dans les canaux de d cantation une partie est s ch e au four 40 C pendant 24 heures pour obtenir l amidon natif de manioc NO Une autre partie est s ch e au soleil au CIAT pendant environ 12 heures afin d obtenir l amidon non ferment s ch au soleil NS Pour assurer l homog n it du s chage au soleil amidon est tal sur des lames en plastique polypropyl ne noir 6 Fermentation Apr s les pr l vements pour pr parer les chantillons NO et NS le reste de la phase s diment e est d pos dans des r servoirs en PVC 100 L L addition de la mancha permet d amorcer la fermentation Des couvercles sont plac s sur les r servoirs afin d assurer une fermeture herm tique Cette op ration de fermentation est assur e pendant environ 30 jours temp rature ambiante environ 25 C Apr s la fermentation l amidon subit deux traitements s chage au four pendant 24 heures 40 C traitement FO ou s chage au soleil pendant 12h l
80. 04 Starch composition fine structure and architecture Journal of Cereal Science 39 2 151 165 doi http dx doi org 10 1016 j jcs 2003 12 001 Tester R F amp Morrison W R 1992 Swelling and gelatinization of cereal starches III Some properties of waxy and normal nonwaxy barley starches Cereal Chemistry 69 6 654 658 Thomas D amp Atwell W 1988 Starches American Association of Cereal Chemists AACC Ed p 94 St Paul Minn U S A Eagan Press Thomson N H Miles M J Ring S G Shewry P R amp Tatham A S 1994 Real time imaging of enzymatic degradation of starch granules by atomic force microscopy In The 1993 international conference on scanning tunneling microscopy Vol 12 pp 1565 1568 Beijing China AVS Tollier M T amp Guilbort A 1971 Caract ristiques de la fraction glucidique des chantillons de mais grain Ann Zootech 20 633 640 doi DOI 10 1051 animres 19710504 Tran T Piyachomkwan K amp Sriroth K 2007 Gelatinization and thermal properties of modified cassava starches Starch Stdrke 59 1 46 55 doi 10 1002 star 200600514 Tran T Sanz Hernandez J B Bellassee B Da G Luong H N Wansuksri R Dufour D 2009 Physico chemical and functional properties of under utilized starches in South East Asia In Starch Update 2009 The 5th International Conference on Starch Technology Bangkok Thailand 24 25 09 2009 Uthumporn U Shari
81. 1 0 48 CM7438 14 0 64 0 18 3 68 0 39 7 69 0 68 SM1498 4a 0 78 0 07 3 13 0 13 4 54 2 31 7 30 1 29 SM7591 5 0 25 0 02 5 02 0 92 2 86 0 48 19 97 0 76 Cumbre 3 6 31 0 29 5 37 0 19 8 10 0 23 20 78 0 85 SM707 17 1 06 0 47 3 77 0 07 2 72 0 22 16 65 0 11 SM1495 5 1 61 0 20 3 42 0 12 7 41 0 52 19 74 1 95 SM1058 13 4 46 0 16 4 60 0 29 2 27 0 40 14 23 0 74 Tambo 4 5 54 0 67 4 62 0 19 8 71 0 81 19 72 0 09 Plaine 0 28 0 24 1 36 0 30 2 95 0 38 8 49 1 97 Altitude 3 21 2 42 4 59 1 28 8 5 47 2 73 16 72 4 75 Tous 2 50 2 46 3 85 1 79 4 93 2 63 14 51 5 57 Z Traitements NO non ferment s ch au four NS non ferment s ch au soleil FO ferment s ch au four FS ferment s ch au soleil at Les lettres minuscules indiquent des diff rences significatives entre colonnes en p lt 0 05 Fisher AD Les lettres majuscules indiquent des diff rences significatives entre rang es en p lt 0 05 Fisher Les carts types sont indiqu s entre parenth ses 119 Par cons quent la fermentation est un facteur d terminant pour la panification plus marqu que l effet du soleil Nos r sultats sont comparables a ceux obtenus par plusieurs auteurs Bertolini et al 2000 Mestres et al 2000 qui ont mesur des volumes d expansion entre 7 5 1
82. 10 12 14 16 18 20 22 Dist Agr gation Figure 46 Analyse multivari e Cluster pour identifier des diff rences et des similitudes entre la viscosit intrins que des diff rentes vari t s soumises au traitement FS 4 1 2 2 Teneur en groupements carbonyle et carboxyle Objectif D terminer la teneur en groupes carbonyle et carboxyle des chantillons ferment s et s ch s au soleil FS ce qui permettrait de confirmer l oxydation des mol cules d amidon au cours du proc d FS par rapport aux amidons natifs Analyse des r sultats Les teneurs en carbonyle et carboxyle de 13 chantillons soumis aux traitements NO et FS ont t analys s Tableau 19 4 1 2 2 1 Teneur en groupements carbonyle La teneur moyenne en groupements carbonyle des g notypes d amidon de manioc FS a t 6 0 10 5 9 10 moles de CO par mole de GU ce qui correspond aux r sultats d une pr c dente tude Guerra Dias et al 2011 4 1 10 mol CO mol GU La grande variabilit entre les g notypes de manioc se traduit par des carts types lev s et peut indiquer diff rentes sensibilit s l oxydation cf test de Fisher Tableau 19 et cluster Figure 47 Cette variabilit a pu masquer les autres facteurs potentiels explicatifs de la diff rence comme l altitude de culture 100 4 1 2 2 2 Teneur en groupements carboxyle La teneur moyenne en groupements carboxyle FS obtenue 2 9 10 molCOOH mol GU est 30 fois plus faible q
83. 11 17 07 2 71 11 08 0 38 Cumbre 3 59 90 0 23 64 70 0 78 71 03 1 00 16 91 0 46 11 13 0 78 SM707 17 58 44 0 08 62 76 0 06 70 11 1 51 16 82 2 29 11 67 1 43 SM1495 5 57 54 0 85 62 07 0 98 68 81 0 57 16 93 0 19 11 27 1 42 SM1058 13 54 77 1 01 60 26 0 53 67 59 0 41 18 54 0 24 12 83 0 60 Tambo 4 57 22 0 57 62 06 0 48 68 76 0 74 17 09 0 53 11 54 0 18 Plaine 61 37 0 45 65 99 0 42 71 98 0 79 16 83 1 83 10 61 0 74 Altitude 57 56 1 35 62 33 1 34 68 86 1 81 16 99 1 38 11 30 1 26 Tous 58 58 2 08 63 30 2 01 69 69 2 12 16 95 1 48 11 11 1 17 Valeurs obtenues partir d une analyse de DSC T temp rature initiale de g latinisation T temp rature du pic de g latinisation T temp rature finale de g latinisation ah Les lettres diff rentes dans chaque rang e indiquent les diff rences significatives en p lt 0 05 Fisher Les carts types sont indiqu s entre parenth ses L enthalpie de g latinisation AH ne montre pas de diff rences statistiquement significatives entre les g notypes de plaine et d altitude Les temp ratures de g latinisation To Tp et Te des g notypes de plaine ont des valeurs significativement sup rieures ceux d altitude respectivement 3 8 3 7 et 3 1 C c f Tableau 23 Ces param tres pourraient donc tre utilis s pour diff rencier les g notypes de plaine de ceu
84. 1140 PM Alvarado et al Ca bohydrate Polymers 98 2013 1137 1146 Thermal properties AH Us Table 2 Thermal properties of native cassava starches NO Genotype Tor C PCO Lowtand HMC 1 6164066 66240 59 CM6438 14 6107 039 65 51 0 327 CM4574 7 613 X042 66 10 021 Highland M7 436 7 57 38 0 64 6183078 M7 438 14 58 120254 6275 0 09 SM1498 42 S664021Y 60 86 0 38 CM7 138 7 58 6 0 23 6419 0 30Y SM7591 5 5721092 6214077 Cumbre 3 5990 0 23 6470078 SM707 17 5844008 6276 0 06 SM1495 5 5754085 dr 6207 0 98 SM1058 13 5477 101 60 26 0 53 Tambo 4 5722057 6206 0 48 Lowland 6137 045 65 99 0 42 Highland 5756135 6231 34 All genotypes S858 208 63302 01 Te C AT C 7208 025 1528 1 73 1045040 7178 151 16 50 287 1072 1 12 72 030807 1777 1 10P 10 640 89 67 71 47 17 67 082 1035121 68781 13 15 43 0 097F 10 661 397 66 40 1 587 16 47 1 24P 97417 71 950237 1663 221 1326 0 00F 68 29 1 11 17 072717 11 08 038 71 031 007 16 91 046F 1114078 70 11 1S17 1682 229 11 67 143 68 81 0 57 1693 019 11 27 1 42 67 50 41 18 54 024 12 80 60 68 76074 17 0053 1540 18 71 98 079 1683 183 1061 074 68 86 181 169 1 38 1130126 69 62 12 1695 148 11 11 1 17 Different letters within each column indicate significant differences at p lt 0 05 Fisher Standard deviations are given within brackets 7 Values obtained from DSC T onset gelatinization temperature T peak gelatinization
85. 12 1 25E 06 1 05E 06 8 50E 05 Intensit 6 50E 05 4 50E 05 2 50E 05 0 5 10 15 20 25 30 35 Angle de diffraction 26 Figure 53 Diffractogramme de rayons X des amidons de manioc CM4574 7 plaine NO en rouge SM1058 13 altitude NO en violet et Cumbre 3 altitude NO FO et FS respectivement en orange vert et bleu L chantillon Cumbre 3 soumis aux traitements NO FO et FS pr sente un pourcentage de cristallinit identique de 40 quel que soit le traitement effectu NO FO et 112 FS Certains auteurs Putri Haryadi Marseno amp Cahyanto 2012 utilisant un traitement de fermentation ont observ une r duction de la cristallinit relative de 6 4 8 6 apr s fermentation Nos r sultats compar s ceux de la litt rature montrent l importance des diff rents protocoles de pr paration des chantillons sur la cristallinit Cristallinit relative Les r sultats des analyses de cristallinit par DRX sont indiqu s dans le Tableau 22 Tableau 22 Cristallinit des amidons de manioc natifs et ferment s et ou s ch s au soleil G notype Traitement Cristallinit HAY B relative Plaine HMC 1 7 NO 35 85 15 CM4574 7 NO 35 90 10 Altitude SM1058 13 NO 35 40 60 Cumbre 3 NO 40 85 15 Cumbre 3 FO 40 85 15 Cumbre 3 FS 40 85 15 Traitements NO non ferment s ch au four FO ferment s ch au four et FS ferment s ch au soleil Y Valeurs
86. 214 par rapport NO Pour les vari t s d altitude les deux traitements de s chage solaire NS et FS am liorent la capacit de panification respectivement 40 et 223 par rapport NO En conclusion les g notypes d altitude semblent donc plus sensibles au s chage au soleil NS et FS que ceux de plaine Ces derniers montrent une sensibilit l irradiation solaire seulement apr s fermentation Les analyses Cluster Figure 60 et test de Fisher Tableau 25 ont t effectu s sur les chantillons FS et confirment une grande variabilit dans la capacit de panification avec deux groupes principaux 124 i Un groupe de 4 vari t s Cumbre 3 SM707 17 SM1495 5 et Tambo 4 pr sentant des capacit s de panification lev es comprises entre 7 49 mL g a 8 58 mL g ii Un groupe de 9 vari t s constitu de deux sous groupes Un sous groupe de 4 vari t s CM4574 7 SM1498 4a CM7138 7 et SM1058 13 avec des capacit s de panification interm diaires 5 29 mL g a 6 59 mL g Un sous groupe de 5 vari t s HMC 1 CM6438 14 CM7436 7 CM7438 14 et SM7591 5 avec des capacit s de panification faibles 3 05 mL g a 4 47 mL g Signalons que le g notype de plaine CM4574 7 pr sente une capacit de panification lev e Il semblerait ainsi que les facteurs g n tiques et environnementaux joueraient un r le aussi important dans la capacit de panification que les diff rents traitements physicochimiques fermentation
87. 287 294 doi http dx doi org 10 1016 0008 6215 89 80009 6 Takeda Y Shibahara S amp Hanashiro I 2003 Examination of the structure of amylopectin molecules by fluorescent labeling Carbohydrate Research 338 5 471 475 doi http dx doi org 10 1016 S0008 6215 02 00488 3 Takeda Y Shirasaka K amp Hizukuri S 1984 Examination of the purity and structure of amylose by gel permeation chromatography Carbohydrate research 132 1 83 92 doi http dx doi org 10 1016 0008 6215 84 85066 1 Takeda Y Shitaozono T amp Hizukuri S 1988 Molecular Structure of Corn Starch Starch St rke 40 2 51 54 doi 10 1002 star 19880400204 Tara A 2005 Modification chimique de l amidon par extrution reactive Universit de Reims Champagne Ardenne Th se de doctorat Tawil G Viksg Nielsen A Rolland Sabat A Colonna P amp Bul on A 2010 In depth study of a new highly efficient raw starch hydrolyzing a amylase from Rhizomucor sp Biomacromolecules 12 1 34 42 doi 10 1021 bm100913z Taylor J R N Schober T J amp Bean S R 2006 Novel food and non food uses for sorghum and millets Journal of Cereal Science 44 3 252 271 doi http dx doi org 10 1016 j jcs 2006 06 009 Tester R F Debon S J J amp Sommerville M D 2000 Annealing of maize starch Carbohydrate Polymers 42 3 287 299 doi http dx doi org 10 1016 S0144 8617 99 00170 8 Tester R F Karkalas J amp Qi X 20
88. 2a P Juszczak Fortuna amp Wodnicka 2002b Porosit totale Pores ouverts Pores ferm s Porosit au mercure Porosit l Helium Pycnom tre automatis AutoPore Series IV Micromeritics US Figure 31 Sch ma des m thodes de porosit dans l amidon 73 3 3 12 1 Porosit l H lium Principe La mesure de la densit particulaire et de la densit vraie peut tre r alis e l aide d un pycnom tre h lium L h lium est une petite mol cule qui peut p n trer dans les pores ouverts d un mat riau poreux ou d une poudre dont la taille des pores est sup rieure 0 25 nm Sous pression l h lium va p n trer ainsi dans la porosit ferm e et permettra la d termination du volume particulaire et le calcul de la densit particulaire connaissant la masse exacte de solide introduite Le volume particulaire est constitu du volume vrai de la mati re solide additionn de la porosit ferm e La d termination du volume vrai peut tre r alis e apr s micronisation des particules Le principe de la mesure est bas sur l quation des gaz parfaits PV nRT 17 Ou P pression du gaz Pa V volume occup par le gaz m n nombre de moles de gaz R constante universelle des gaz parfaits R 8 314472 J K mol et T temp rature K La cellule contenant l chantillon Figure 32 cellule de mesure de volume connu est en communication avec une chambre d
89. 3 CM7436 7 0 8 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 2 0 Dist Agr gation Figure 56 Analyse multivari e Cluster pour identifier des diff rences et des similitudes entre les capacit s de panification ayant une formulation avec du HPMC et des lipides des vari t s soumises au traitement NS SM1058 13 SM707 17 CM4574 7 HMC 1 SM7591 5 CM6438 14 SM1498 4a SM1495 5 CM7436 7 CM7438 14 Cumbre 3 Tambo 4 0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 3 5 Dist Agr gation Figure 57 Analyse multivari e Cluster pour identifier des diff rences et des similitudes entre les capacit s de panification ayant une formulation avec du HPMC et des lipides des vari t s soumises au traitement FO 121 SM1498 4a HMC 1 CM574 7 CM6438 14 SM1058 13 CM7436 7 SM707 17 Tambo 4 SM1495 5 SM7591 5 Cumbre 3 0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 3 5 Dist Agr gation Figure 58 Analyse multivari e Cluster pour identifier des diff rences et des similitudes entre les capacit s de panification ayant une formulation avec du HPMC et des lipides des vari t s soumises au traitement FS 4 2 1 2 Formulation boulang re avec pr g latinisation et lipides La panification avec cette recette commun ment utilis e en Colombie a t effectu e avec 13 chantillons soumis aux traitements NO NS FO et FS La tendance g n rale de la capacit de panification est NO FO lt NS lt FS Tableau 25 Cette s quence est en accord ave
90. 3 1 mL g pour des amidons natifs acidifi s irradi s UV et acidifi s irradi s UV La comparaison des vari t s de plaine et d altitude montre que la capacit de panification est en moyenne 96 8 plus lev e pour les g notypes d altitude dans le cas du traitement FS Les tests de Fisher et analyses Cluster Figures 55 56 57 et 58 montrent un effet vari tal important pour les g notypes d altitude Pour les g notypes de plaine leur nombre r duit 3 rend cette analyse plus d licate Un probl me de r p tabilit s est pos pour certains chantillons pour lesquels une cro te superficielle compacte s est form e pendant la panification dans tous les chantillons et a limit l expansion Dans le but de confirmer la classification obtenue partir de cette formulation et de se rapprocher d une recette de panification r elle un second protocole de panification faisant intervenir des lipides a t utilis CM4574 7 CM6438 14 SM7591 5 HMC 1 CM7438 14 SM1498 4a SM707 17 SM1495 5 SM1058 13 Tambo 4 CM7436 7 Cumbre 3 0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 3 5 Dist Agr gation Figure 55 Analyse multivari e Cluster pour identifier des diff rences et des similitudes entre les capacit s de panification ayant une formulation avec du HPMC et des lipides des vari t s soumises au traitement NO 120 HMC 1 CM4574 7 CM6438 14 SM1498 4a SM1495 5 CM7438 14 SM707 17 SM1058 13 Tambo 4 SM7591 5 Cumbre
91. 365 2621 2002 tb08709 x Niemann C amp Whistler R L 1992 Effect of acid hydrolysis and ball milling on porous corn starch Starch St rke 44 11 409 414 doi 10 1002 star 19920441103 Numfor F A Walter W M amp Schwartz S J 1995 Physicochemical changes in cassava starch and flour associated with fermentation effect on textural properties Starch St rke 47 3 86 91 doi DOI 10 1002 star 19950470303 160 Nunes O L G S amp Cereda M P 1994 Metodologia para avaliaccao da qualidade de f cula fermentada de mandioca polvilho azedo In Proceeding of the Congresso Brasileiro de Mandioca Salvador Bahia Brazil Nuwamanya E Baguma Y Emmambux N amp Taylor J 2010 Physicochemical and functional characteristics of cassava starch in Ugandan varieties and their progenies Journal of Plant Breeding and Crop Science 2 1 1 11 Nwokocha L M Aviara N A Senan C amp Williams P A 2009 A comparative study of some properties of cassava Manihot esculenta Crantz and cocoyam Colocasia esculenta Linn starches Carbohydrate Polymers 76 3 362 367 doi http dx doi org 10 1016 j carbpol 2008 10 034 Oates C G 1997 Towards an understanding of starch granule structure and hydrolysis Trends in Food Science amp amp Technology 8 11 375 382 doi http dx doi org 10 1016 S0924 2244 97 01090 X Obanni M amp Bemiller J N 1997 Properties of some starch blends Cereal
92. 4 224 226 7 4 6 225 0 1 1 225 4 2 2 Bande 262 264 262 262 264 262 264 264 264 262 262 262 262 262 7 1 2 262 8 1 0 262 8 1 0 Bande III 366 362 368 372 364 370 360 366 364 374 364 370 370 365 3 3 1 367 4 4 4 366 9 4 1 ESS Bande 224 224 224 224 226 226 226 228 226 226 226 226 226 224 0 0 0 226 0 0 9 225 5 1 2 Z Traitements NO non ferment s ch au four FO ferment s ch au four FS ferment s ch au soleil 41 es lettres diff rentes dans chaque rang e indiquent les diff rences significatives en p lt 0 05 Fisher Les carts types sont indiqu s entre parenth ses Bande II 262 264 264 262 262 262 260 262 262 262 262 264 262 263 3 1 2 262 0 0 9 262 3 1 1 Bande III 360 360 368 370 362 372 376 364 364 364 364 362 368 362 7 4 6 366 6 4 7 365 7 4 8 La comparaison entre plaine et altitude montre une diff rence significative uniquement des chantillons natifs NO sur la bande III d environ 4 348 7 et 362 4 nm respectivement Cette diff rence dispara t apr s les traitements FO et FS La longueur d onde plus faible pour la r flectance de la bande III des g notypes de plaine entra ne une augmentation de la r flectance de 4 8 et 4 0 apr s les traitements de fermentation FO et FS respectivement contre seulement 1 4 pour les g no
93. 5 3 16 40 96 1 51 37 84 4 22 38 58 3 69 37 92 4 80 38 97 4 43 39 20 3 54 39 13 4 04 24h 83 59 0 56 83 34 2 39 82 69 0 80 79 40 4 95 81 18 3 40 83 86 1 07 h 84 27 2 74 80 03 5 75 84 22 3 86 74 59 0 87 77 09 2 79 1 75 41 1 80 78 29 2 16 80 43 2 22 h bcd bcde defg 74 18 2 68 68 15 0 11 70 81 3 08 67 42 3 17 72 01 2 46 70 40 3 05 81 50 3 90 82 26 2 88 83 28 1 06 75 35 5 43 75 65 5 58 74 41 6 62 77 29 5 70 77 64 5 76 77 73 6 81 142 Hydrolyse des amidons de manioc Au bout de 24 heures d hydrolyse le pourcentage moyen d hydrolyse observ pour les chantillons natifs NO est de 77 3 Les travaux de Valetudie et al 1993 et Blazek amp Gilbert 2010 utilisant galement une a amylase pancr atique ont montr des valeurs plus faibles d hydrolyse respectivement 46 et 43 Ces diff rences pourraient tre dues l utilisation de g notypes ou de protocoles diff rents e g concentration d enzyme diff rente Aucune diff rence statistiquement significative na t observ e entre les pourcentages d hydrolyse des chantillons soumis aux traitements NO FO et FS apr s 24 heures d hydrolyse Par cons quent la digestibilite enzymatique ne permet pas d montrer que le granule d amidon est plus sensible l attaque par a amylase apr s
94. 6 La plupart des tudes concernent les effets de la fermentation et du s chage au soleil sur les propri t s physico chimiques et le comportement en cuisson de l amidon aigre tels que le pH la solubilit le volume sp cifique le degr de polym risation Marcon et al 2009 le degr d oxydation Guerra Dias Zavareze Elias Helbig da Silva amp Ciacco 2011 et les propri t s thermom caniques de la p te d amidon Bertolini Mestres Lourdin Valle amp Colonna et al 2001a Ces tudes sugg rent qu un m canisme de d gradation de l amidon au cours de la fermentation et du s chage au soleil joue un r le cl dans les propri t s de panification Cependant la nature de ces changements n est pas compl tement lucid e Dufour Brabet Zakhia amp Chuzel 1995 Deux hypoth ses ont t avanc es pour expliquer le lien entre la d gradation de l amidon et la capacit de panification D une part au niveau mol culaire la formation de radicaux libres entra ne l oxydation et la d polym risation de l amidon Bertolini Mestres amp Colonna 2000 Bertolini Mestres Raffi Bul on Lerner amp Colonna 2001b Demiate Dupuy Huvenne Cereda amp Wosiacki 2000 Guerra Dias et al 2011 Vatanasuchart Naivikul Charoenrein amp Sriroth 2005 D autre part au niveau supramol culaire la structure des granules d amidon est endommag e modifiant ainsi le comportement de g latinisation Camargo Colonna Bul
95. 7 1427 1462 SM1495 5 2200 1528 158 5 108 0 Lowtand 1622302 1526256 1549110 1032 179 Highland 1983 192P 151297 145 9216 131 0059 All genotypes 188 0 26 6F 1484187 151 amp 131 123 0262 lt Different letters within row indicate significant differences at p lt 0 05 Fisher Standard deviations are given within brackets 7 Values obtained from intrinsic viscosity measurements Treatments NO non fermented oven dried NS non fermented sun dried FO fermented oven dried FS fermented sun dried techniques in particular the lower granule size of fermented low land genotypes the higher pasting temperature PT of lowland genotypes the decrease in RVA viscosity PV2 FV with increasing strength of the treatments from NO to FS the larger RVA break down BD and better breadmaking ability BM of highland FS samples This latter observation confirmed the potential use of the RVA breakdown as predictive parameter for breadmaking ability of sour starch 3 6 Intrinsic viscosity Intrinsic viscosities data were determined for seven of the cas sava genotypes Table 6 The average values show the following NO gt FO NS gt FS This result was in agreement with lit erature Bertolini et al 2000 Bertolini Mestres Colonna amp Raffi 2001 Bertolini Mestres Raffi et al 2001 Marcon et al 2009 Mestres amp Rouau 1997 although different protocols and or sam ple treatments in previous studies resulted in differe
96. 774 99 00082 5 Li J H Vasanthan T Hoover R amp Rossnagel B G 2004 Starch from hull less barley V In vitro susceptibility of waxy normal and high amylose starches towards hydrolysis by alpha amylases and amyloglucosidase Food chemistry 84 4 621 632 doi http dx doi org 10 1016 S0308 8146 03 00287 5 Li M J Rogers K amp Rust C A 1995 Environmental scanning electron microscopes Advanced Materials and Processes 141 7 24 26 Limpisut P amp Jindal V K 2002 Comparison of rice flour pasting properties using Brabender viscoamylograph and rapid visco analyser for evaluating cooked rice texture Starch St rke 54 8 350 357 doi 10 1002 1521 379X 200208 54 8 lt 350 AID STAR350 gt 3 0 C0 2 R Lineback D R amp Inglett G E Eds 1982 Food carbohydrates p 494 Westport Connecticut USA The Avi Publishing Company Inc Lintner C 1886 Studies of diastase in german J Prakt chem 34 378 386 Liu C Y Sheperd K W amp Rathjen A J 1996 Improvement of durum wheat pastamaking and breadmaking qualities Cereal chemistry 73 2 155 166 Lund D amp Lorenz K J 1984 Influence of time temperature moisture ingredients and processing conditions on starch gelatinization C R C Critical Reviews in Food Science and Nutrition 20 4 249 273 doi 10 1080 10408398409527391 158 MacRitchie F 1989 Identifying the bakoing quality related components of whe
97. 9 9 L Wang amp Wang 2001 1 Takeda Hizukuri amp Juliano 1987 Ciacco amp D Appolonia 1977 Takeda et al 1984 h Susuki Takeda amp Hizukuri 1985 Roger amp Colonna 1996 Meuser Manners amp Seibel 1995 8 Ong Jumel Tokarczuk Blanshard amp Harding 1994 g Fiedorowicz Tomasik You amp Lim 1999 Ramesh Mitchell Jumel amp Harding 1999 Hizukuri amp Takagi 1984 Morrison amp Karkalas 1990 Takeda Hizukuri Takeda amp Suzuki 1987 9 Emiola amp Delarosa 1981 Shibanuma Takeda Hizukuri amp Shibata 1994 10 Une autre propri t de l amylose est sa capacit a former des gels apr s la cuisson du granule d amidon g latinisation et empesage Thomas amp Atwell 1988 2 1 1 1 2 L amylopectine L amylopectine est le principal composant de la plupart des vari t s d amidons 70 80 Banks amp Greenwood 1975 Duprat Gallant Guilbot Mercier amp Robin 1980 L amylopectine est form e par l association de r sidus D glucopyranoses 15 35 glucoses reli s entre eux par des liaisons a 1 4 en cha nes lin aires branch es les unes aux autres par des liaisons lin aires a 1 6 Duprat et al 1980 Hoover 2001 Thomas amp Atwell 1988 Figure 4 Le taux de branchement est d environ 5 6 BeMiller amp Whistler 2009 Duprat et al 1980 Thomas amp Atwell 1988 L amylopectin
98. 998 D autres auteurs Cardenas amp de Buckle 1980 Onitilo et al 2007 ont observ au microscope l apparition de fentes et de piq res dans les amidons aigres ferment s par rapport aux amidons doux Cardenas amp De Buckle 1980 signalent des modifications de morphologie d environ 10 des granules d amidon aigre par rapport l amidon doux 26 Tableau 8 Viscosit intrins que et teneur en groupements carbonyle et carboxyle des amidons de manioc natif ferment ou acidifi et ou s ch au soleil irradi aux UV Traitement Viscosit intrins que mL g CO COOH Nat 127 183 169 169 177 1965 169 0 18 0 16 0 16 0 30 iti s Ferment ou acidifi 139 154 147 147 166 100 0 18 0 20 0 04 0 24 0 32 0 29 0 309 0 04 S chage solaire ou irradiation UV 126 173 154 113 Ferment ou acidifi et 97 85 99 93 0 07 0 06 s ch au soleil ou irradi aux UV Bertolini Mestres Colonna et al 2001 gt Bertolini et al 2000 Bertolini Mestres Raffi et al 2001 Marcon et al 2009 Mestres amp Rouau 1997 f Putri et al 2012 9 da Silva et al 2006 Guerra Dias et al 2011 c 27 Par ailleurs des tudes montrent que les amidons natifs voient leur viscosit RVA diminuer significativement au cours des traitements de fermentation et d irradiation UV Camargo et al 1988 Cardenas a
99. Agriculture 81 4 429 435 Bertolini A C Mestres C Ram J Bul on A Lerner D amp Colonna P 2001 Photodegradation of cassava and corn starches Journal of Agricultural and Food Chemistry 4 2 675 682 Camargo C Colonna P Buleon A amp Richard Motard D 1988 Functional prop erties of sour Cassava Manihot utilissima starch Polvilho azedo journal of the Science of Food and Agriculture 45 3 273 289 C rdenas O S_ amp de Buckie T S 1980 Sour cassava starch production A prelimi nary study Journal of Food Science 45 6 1509 1512 Cavallini C M amp Franco C_M L 2010 Effect of acid ethanol treatment followed by ball milling on structural and physicochemical characteristics of cassava starch Rach Starke G25 236 245 Ceballos H S nchez T Denyer K Tonto A P Rosero E A Dufour D et al 2008 Induction and identification of a smali granule high amylose mutant in cassava Manihot esculenta Crantz Journal of Agricultural and Food Chemistry 5 amp 16 7215 7222 a de leu eee ae catu SJo Paulo Brazil Faculdace M dicas e Biol gicas Universidade prog germe ran Defioor 1 Dehing L amp Delcour j A 1998 Physico chemical properties of cassava Starch Starch Starke 50 2 3 58 64 Demiate L M Dupuy N Huvenne J P Cereda M P amp Wosiacki G 2000 Relationship between baking behavior of modified cassava starches and starch chemical structure
100. Bertolini Ed p 288 Boca Raton USA CRC Press Bertolini A C Mestres C amp Colonna P 2000 Rheological properties of acidified and UV irradiated starches Starch St rke 52 10 340 344 doi http dx doi org 10 1002 1521 379X 200010 52 10 3C340 AID STAR340 3E3 0 C0 Bertolini A C Mestres C Colonna P amp Raffi J 2001 Free radical formation in UV and gamma irradiated cassava starch Carbohydrate polymers 44 3 269 271 doi 10 1016 S0144 8617 00 00268 X Bertolini A C Mestres C Lourdin D Valle G Della amp Colonna P 2001 Relationship between thermomechanical properties and baking expansion of sour cassava starch Polvilho azedo Journal of the Science of Food and Agriculture 81 4 429 435 doi http dx doi org 10 1002 1097 0010 200103 81 4 3C429 AID JSFA833 3E3 0 CO Bertolini A C Mestres C Raffi J Buleon A Lerner D amp Colonna P 2001 Photodegradation of cassava and corn starches Journal of agricultural and food chemistry 49 2 675 682 doi DOI 10 1021 jf0010174 Betancur D A Ancona L A C Guerrero R I Camelo Matos G amp Ortiz D 2001 Physicochemical and functional characterization of baby lima bean Phaseolus lunatus starch Starch Stdrke 53 5 219 226 doi 10 1002 1521 379X 200105 53 5 lt 219 AID STAR219 gt 3 0 C0 2 R Biliaderis C G 1982 Physical characteristics enzymatic digestibility and structure of chemically modified sm
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103. M canisme de mesure du porosim tre au mercure Micromeritics 2001p 77 Figure 34 Sch ma du protocole d hydrolyse enzymatique 81 Figure 35 Microscope balayage environnemental analytique FEI Quanta 200 FEG coupl un d tecteur Oxford Instruments X MAX 50MM2 sms 84 Figure 36 Analyse multivari e Cluster pour identifier des diff rences et des similitudes entre la teneur en amylose des diff rentes vari t s soumises au traitement NO cecesssssessessseeeserseeeessseeeeseees 88 Figure 37 pH de 3 g notypes d amidon du manioc lors de 4 traitements NO NS FO et FS sessu 91 Figure 38 Analyse multivari e Cluster pour identifier des diff rences et des similitudes entre les pH des vari t s soumises au traitement NO esseseseesseseeeseeseeseeeseeseseseseeeeeeeseenseeaeseaeseaeateeanesanesenesensnensees 92 Figure 39 Analyse multivari e Cluster pour identifier des diff rences et des similitudes entre les pH des vari t s soumises au traitement NS rnnennennnnnnnnnnnnnnnees 92 Figure 40 Analyse multivari e Cluster pour identifier des diff rences et des similitudes entre les pH des vari t s soumises au traitement FO esssssessesseseeeseeseeseeeseeseseseseeeseesseeseneeseaeseacaeecanecaneseneseeeneeeees 93 Figure 41 Analyse multivari e Cluster pour identifier des diff rences et des similitudes entre les PH des vari t s soumises au traitement FS 93 Figure 42 Spectres UV visible de
104. M4574 7 Altitude Tambo 4 Cumbre 3 CM7436 7 SM707 17 SM1058 13 Plaine Altitude Tous Trait 7 NO FO FS NO FO FS NO FO FS NO FO FS NO FO FS NO FO FS NO FO NO FO FS NO FO FS NO FO FS Hydrolyse par a amylase pancr atique pour 100 g de substrat amylac 1h 9 08 0 71 8 04 0 68 8 35 0 27 12 59 0 34 13 14 1 46 13 33 0 71 a a fg gh TZ DH YH ghi 13 12 0 46 12 51 0 72 12 28 0 50 10 98 1 38 10 12 0 18 9 86 0 72 11 15 0 61 11 58 1 36 10 56 0 46 14 44 0 98 14 53 0 94 13 39 0 70 11 09 1 31 9 12 0 38 10 84 1 99 10 59 2 97 10 84 2 77 12 24 1 66 11 57 2 07 11 52 1 54 11 82 1 83 11 29 2 33 11 29 1 98 2h 18 74 1 42 16 80 1 27 16 48 0 45 18 10 1 77 17 74 1 01 19 23 1 49 ab a abc abc Se YS TZ ws wm cdef 21 91 1 03 21 00 0 94 9 25 36 1 09 17 30 0 84 17 65 0 48 17 68 1 19 18 51 0 98 19 18 2 01 18 18 0 89 20 87 1 53 9 21 43 1 47 21 24 2 01 16 85 0 77 18 92 0 60 18 42 1 48 17 27 1 15 17 86 1 80 19 09 2 24 19 64 1 79 20 61 3 40 18 90 2 04 18 96 1 94 19 69 3 20 3h 26 64 1 84 24 20 1 26 23 54 0 77 23 35 1 62 22 06 2 02 24 58 0 86 bed be b ab TZ YS YH DH wa bed 27 87 2 59 27 43 1 04 30 14 1 22 26 56 0 47 26 33 0
105. NNEXES 168 Annexes Publication dans une revue comit de lecture de rang A Carbohydrate Polymers 98 2013 1137 1146 Contents lists available at ScienceDirect Carbohydrate Polymers journal homepage www elsevier com locate carbpol ELSEVIER Combined effect of fermentation sun drying and genotype on breadmaking ability of sour cassava starch onus Pedro Maldonado Alvarado Lidwine Grosmaire Dominique Dufour 5 4 1 Andr s Giraldo Toro Teresa S nchez Fernando Calle Martin Alonso Moreno Santander Hernan Ceballos Jean Louis Delarbre Thierry Tran Centre de Coop ration internationa en Recherche Agronomique pow te D veloppement MD UMR Qualisud 34398 Montpellier France Universit Montpellier 1 UMR Qualisud UFR Science Pharmaceutical amp Biology Montpellier France lt CIRAD UMR Qualisud Calt Colombia d International Center for Tropical Agriculture OAT Cassava Program AA6713 Cait Colombia Department Call Colombia 2 Cassava and Starch Technology Research Unit CSTRU Kasetsart University Bangkok Thatland ARTICLE INFO ABSTRACT Article history Received 4 April 2013 Received in revised form 7 June 2013 Accepted 3 july 2013 Available online 12 july 2013 The influence of genotype and post harvest treatments on expansion ability of sour cassava starch was investigated using 13 cassava genotypes from Colombia Starches from cassava grown at
106. S Ende L Darius P L amp Delcour J A 1991 A volumeter for breads prepared from 10 grams of flour Cereal chemistry 68 2 170 172 Varatharajan V Hoover R Li J Vasanthan T Nantanga K K M Seetharaman K Chibbar R N 2011 Impact of structural changes due to heat moisture treatment at different temperatures on the susceptibility of normal and waxy potato starches towards hydrolysis by porcine pancreatic alpha amylase Food Research International 44 9 2594 2606 doi http dx doi org 10 1016 j foodres 2011 04 050 Vatanasuchart N Naivikul O Charoenrein S amp Sriroth K 2005 Molecular properties of cassava starch modified with different UV irradiations to enhance baking expansion Carbohydrate polymers 61 1 80 87 doi http dx doi org 10 1016 j carbpol 2005 02 012 Waigh T A Gidley M J Komanshek B U amp Donald A M 2000 The phase transformations in starch during gelatinisation a liquid crystalline approach Carbohydrate Research 328 2 165 176 doi http dx doi org 10 1016 S0008 6215 00 00098 7 Waigh T A Kato K L Donald A M Gidley M J Clarke C J amp Riekel C 2000 Side chain liquid crystalline model for starch Starch St rke 52 12 450 460 doi 10 1002 1521 379X 200012 52 12 lt 450 AID STAR450 gt 3 0 C0 2 5 Wakelin J H Virgin H S amp Crystal E 1959 Development and comparison of two X ray methods for determining the crystalli
107. a College Doctoral THESE Pour obtenir le grade de Docteur D livr par UNIVERSITE MONTPELLIER 2 Pr par e au sein de l cole doctorale Sciences des Proc d s Sciences des Aliments Et de l unit de recherche QualiSud CIRAD Sp cialit Biochimie chimie et technologie agroalimentaire Pr sent e par Pedro Gustavo Maldonado Alvarado FACTEURS D TERMINANTS DU POUVOIR DE PANIFICATION DE L AMIDON DE MANIOC MODIFIE PAR FERMENTATION ET IRRADIATION UV Soutenue le 21 mai 2014 devant le jury compos de M Philippe PICCERELLE Professeur Aix Marseille Pr sident Universit M Jean Louis DELARBRE Professeur Universit Directeur de th se Montpellier 1 Mme Camille MICHON Professeur AgroParisTech Rapporteur Mme Ga lle ROUDAUT Maitre de Conf rences Rapporteur AgroSup M Thierry TRAN Chercheur CIRAD Tha lande Examinateur Mme Lidwine GROSMAIRE Ma tre de Conf rences Examinateur Universit Montpellier 1 M Dominique DUFOUR Chercheur CIRAD Cali Invit UNIVERSIT MONTPELLIER 2 SCIENCES ET TECHNIQUES DU LANGUEDOC TH SE pour obtenir le grade de DOCTEUR DE L UNIVERSIT MONTPELLIER 2 Discipline Biochimie chimie et technologie agroalimentaire cole Doctorale Sciences des Proc d s Sciences des Aliments pr sent e et soutenue publiquement par Pedro Gustavo Maldonado Alvarado F vrier 2014 Titre FACTEURS DETERMINANTS DU POUVOIR DE PANIFICATION DE
108. a MEB 8 g notypes ont t s lectionn s A 3 g notypes de plaine HMC 1 CM6438 14 et CM4574 7 et B 5 g notypes d altitude Cumbre 3 SM707 17 Tambo 4 SM1058 13 et SM7591 5 Pour la EMEB 5 g notypes ont t s lectionn s C 2 g notypes de plaine CM6438 14 et CM4574 7 et D 3 g notypes d altitude CM7438 14 Cumbre 3 et SM1058 13 En vue d liminer d une part les contraintes m caniques de broyage manuel au mortier et d autre part le plaquage m tallique qui auraient pu masquer les pores et fissures form s lors la fermentation des analyses pr liminaires MEB sans broyage et EMEB ont t effectu es Les r sultats montrent priori que ni le broyage manuel ni le plaquage ne modifient la porosit ou l aspect lisse des granules Taille des granules La taille moyenne des granules estim e par ces deux techniques est 15 um en accord avec les r sultats d autres auteurs Moorthy 2002 2004 Niba et al 2002 Onitilo et al 2007 Figure 51 et 52 Aucune diff rence significative de taille n a t observ e entre les diff rents g notypes Moorthy amp Maini 1982 et entre les diff rents traitements NO et FO On peut noter cependant que la granulom trie par diffraction laser donne des r sultats plus fiables en ce qui concerne la taille des granules Morphologie des granules Comme observ par d autres auteurs les granules d amidon de manioc pr sentent des formes rondes Ciacco
109. a Rallanderia traitement FS L amidon qui a suivi le traitement FS commun ment appel amidon aigre de manioc poss de une propri t d expansion int ressante et est utilis dans la fabrication 41 du pain de manioc notamment au Br sil et en Colombie Bertolini Mestres Lourdin et al 2001 Mestres amp Rouau 1997 L amidon aigre de manioc correspond un amidon ferment par l action de la flore microbienne lactique en conditions ana robies Ampe Sirvent amp Zakhia 2001 Guyot Brizuela Rodriguez Sanoja amp Morlon Guyot 2003 puis s ch au soleil La Figure 12 illustre le sch ma d extraction de l amidon du manioc F cule du manioc TTIFTTIT Lavage plugage al FE Pe it il d S chage S chage au soleil au four Fo _ Fermentation a Figure 12 Proc d d obtention de l amidon de manioc suivant les diff rents traitements modifi d Alarcon amp Dufour 1998 42 Bilan de mati re et rendement du proc d de fabrication de l amidon aigre Des bilans de mati re et de rendement en amidon ont t effectu s sur ce proc d Figure 13 Manioc Racines fra ches 1000 Kg 295 Kg d amidon f L eau Lavage D chets du lavage 32 Kg 0 9m eau 100Kg Racines lav es 978 Kg 9 Kg d amidon amon 286 Kg d amidon 3 1 de l amidon initial L eau Rapage 0 3 m eau 100 Kg Masse rap 968 Kg am
110. action aux rayons X et d analyses DSC avec un nombre plus important d chantillons seraient n cessaires pour confirmer ou infirmer un tel comportement Par ailleurs les analyses ATR FTIR sur l ensemble des chantillons n ont pas permis de d terminer une profondeur de p n tration entre 2 6 et 1 7 um un effet sur le degr de cristallinit de l amidon cons cutif aux traitements ou au lieu de culture Enfin si la d gradation induite par ces traitements de fermentation et ou irradiation UV n est pas mise en vidence dans les r gions cristallines du granule d amidon elle pourrait se limiter aux r gions amorphes Bertolini Mestres Raffi et al 2001 L amylopectine jouerait donc un r le mineur tandis que l amylose serait un facteur d terminant pour pr dire le pouvoir de panification comme cela a d j t mentionn Pour une meilleure compr hension de l effet des traitements sur la teneur en amylose des analyses compl mentaires pourraient tre envisag es Toutefois une r cente tude Franco et al 2010 montre que la fermentation irradiation UV n influence pas la teneur en amylose Afin de compl ter la compr hension du r le de l amylopectine la d termination de l effet de la fermentation et irradiation UV sur la distribution de tailles des cha nes lat rales de ce polym re par d branchage enzymatique isoamylase suivi d une s paration chromatographique de type anion exchange HPAEC pe
111. age solaire ce qui pourrait tre li une modification de la composition chimique par exemple suite l oxydation d une partie de l amidon Bertolini Mestres Raffi et al 2001 Pour v rifier ce ph nom ne la spectrophotom trie UV a t utilis e pour analyser les chantillons Principe Le principe de la spectrophotom trie dans l ultraviolet et le visible repose sur l absorption la transmittance ou la r flectance du rayonnement par les mol cules dans le domaine allant de 190 800 nm ce qui correspond a ultraviolet 190 400 nm et au visible 400 800 nm Di Benedetto 2007 L absorption mol culaire dans le domaine spectral ultraviolet visible d pend de la structure lectronique de la mol cule L absorption d nergie est quantifi e et r sulte du passage des lectrons d orbitales a l tat fondamental vers des orbitales situ es a un tat excit d nergie sup rieure Silverstein Bassler amp Morrill 1998 Le spectre UV obtenu repr sente l intensit d absorption ou la transmittance Brittain 2006 Silverstein et al 1998 en fonction de la longueur d onde L intensit d absorption et la transmittance sont mesur es sur les chantillons des solutions liquides Pour les chantillons solides poudres l analyse est faite en r flectance Dans cette tude nous allons d terminer la r flectance UV des amidons La r flectance est d finie comme le rapport entre le flux de rayonnemen
112. amidon aigre Ces contributions peuvent aider a l tablissement de standards de qualit de l amidon aigre vis vis de leur potentielle utilisation dans la fabrication des produits sans gluten Mots cl s amidon aigre capacit de panification fermentation irradiation UV sans gluten Determinant factors affecting breadmaking ability of cassava starch modified by fermentation and UV irradiation The breadmaking ability of sour cassava starch cassava starch modified by fermentation and UV irradiation have not been yet fully elucidated The influence of genotype and post harvest treatments on expansion ability of sour cassava was the objective of this work Thirteen cassava genotypes have been studied All genotypes proceeded from Colombia Two altitudes of origin 1000 m and 1700 m a s l refered to respectively as lowland and highland fermentation treatments 0 or 30 days and drying treatments oven or sun were considered Analyses of the granule size RVA pasting behavior and intrinsic viscosity were analysed as indicators of breadmaking ability Results showed that post harvest treatments were prevailing factors in improving breadmaking ability while the genotype factors had a smaller influence Among post harvest treatments fermentation had a greater influence than sun drying on these indicators in particular on starch granular structure The combination of both treatments was needed to obtain a high capacity bread Furthermore t
113. amp Atwell 1988 et 22 78 Wuttisela Shobsngob Triampo amp Triampo 2008 Cependant les ratios pour les g notypes de manioc cireux sont de l ordre de 0 100 Rolland Sabat et al 2012 2013 Le Tableau 3 pr sente les principales propri t s de l amylopectine de l amidon du manioc Du point de vue structural et fonctionnel l amylopectine par rapport l amylose a un r le important du fait de sa pr pond rance dans l amidon En effet sa seule pr sence suffit g n rer les granules d amidon comme cela se produit dans les amidons cireux ou mutants qui sont d pourvus d amylose Oates 1997 11 Tableau 3 Propri t s de l amylopectine des principaux amidons Amidon Masse Degr de Longueur R f rences mol culaire polym risation de cha ne 10 g mol DP LC Manioc 0 7 1300 219 Yoo amp Jane 2002 3 1 4 2 21 gt Rolland Sabat et al 2012 28 W rzburg 1986 Pomme 1 7 9800 23 9 Susuki et al 1985 de terre 1 9 11200 249 Hizukuri amp Maehara 1990 0 5 29 Takeda Shitaozono amp Hizukuri 1988 Mais 4 9 8200 220 Takeda Maruta Hizukuri amp Juliano 1989 0 19 10200 229 Morrison amp Karkalas 1990 0 6 15900 24 Seib 1994 Bl 3 1 4800 20 21 W Banks amp Greenwood 1975 0 01 0 1 20 W Lelievre Lewis amp Marsden 1986 23m BeMiller amp Whistler 2009 Riz 26 8 9000 19 22 Jane et al
114. amylose induisent la formation de plus de complexes avec les lipides et am liorent leur thermostabilit Gelders Vanderstukken Goesaert amp Delcour 2004 La structure des complexes form s varie cependant en fonction de la temp rature a laquelle la complexation se r alise Tour ss So So Tour Figure 3 Sch matisation d un complexe amylose en bleu lipide D apr s Putseys Lamberts amp Delcour 2010 Tableau 2 Propri t s de l amylose des amidons de diff rentes origines botaniques Amidon Manioc Pomme de terre Mais Bl Riz Teneur 14 26 17 17 8 16 9 21 b 23 8 286 27 5 22 5 286 25 80 15 19 21 8 20 5 Masse Mol culaire 10 g mol 2 30 4 3 5 2 et 12 5 7 0 8 70 9 0 200 3 90 Degr de polym risation DPn 2600 2660 3642 2100 4920 4070 960 990 1290 980 1570 920 1100 920 1040 Masse du degr de polym risation DPw 66809 11107 5130 6360 5170 2550 2360 5450 2750 3320 DP de distribution apparent 580 2240009 560 21800 840 21800 P 390 13100 400 14700 460 18200 210 12900 320 11700 Viscosit limite n mL g 384 799 465 368 384 9 420 169 183P 118 237 180 216 180 249P R f rences 6 Sanchez et al 2009 Swinkels 1985 Jane et al 199
115. ance Journal of Cereal Science 24 3 199 214 doi http dx doi org 10 1006 jcrs 1996 0053 157 Krishna Kumari S amp Thayumanavan B 1998 Characterization of starches of proso foxtail barnyard kodo and little millets Plant Foods for Human Nutrition 53 1 47 56 LA English doi 10 1023 A 1008083020810 Kuakpetoon D amp Wang Y J 2006 Structural characteristics and physicochemical properties of oxidized corn starches varying in amylose content Carbohydrate Research 341 11 1896 1915 doi http dx doi org 10 1016 j carres 2006 04 013 Lacerda I C A Miranda R L Borelli B M Nunes A C Nardi R M D Lachance M A amp Rosa C A 2005 Lactic acid bacteria and yeasts associated with spontaneous fermentations during the production of sour cassava starch in Brazil International Journal of Food Microbiology 105 2 213 219 doi http dx doi org 10 1016 j ijfoodmicro 2005 04 010 Lai H M amp Lin T C 2006 Bakery Products Science and Technology In Bakery Products pp 3 68 Blackwell Publishing doi 10 1002 9780470277553 ch1 Landraf F 2002 Produits et proc d s de panification Techniques de l ing nieur Fili re de production produits d origine v g tale 1 16 Laurant L 1992 Qualit de l amidon aigre de manioc validation d une m thode d valuation du pouvoir de panification et mise en place d une preuve descriptive d analyse sensorielle p 68 Projet de fin d tu
116. ani et al 2008 Micromeritics 2001b Shafer amp Neasham 2000 Une prise d essai de 0 5 g d amidon a t plac e dans la cellule de mesure en verre appel e p n trom tre L induction au d gazage au vide du syst me poral de l chantillon max 7 Pa a t appliqu e ensuite l chantillon a t recouvert de mercure et a t soumis a des s ries de basse pression Le p n trom tre rempli de mercure a t transf r dans lunit de l appareil destin e aux pressions lev es atteignant un maximum de 414 MPa La Figure 33 illustre le m canisme de mesure du porosim tre au mercure qui utilise l quation de Washburn pour d crire intrusion du mercure dans un mat riel poreux comme une fonction de la pression appliqu e au mercure La somme des pores inf rieurs 1 um a t consid r e pour v rifier la diff rence de porosit entre les traitements Le choix a t effectu d apr s les diagrammes de porosit des chantillons de cette tude Par cons quent cette taille de porosit est attribu e la porosit intragranulaire PEELE LL ELT var volume d intrusion totale Pression psia G n rateur de pression Chambre de pression Figure 33 M canisme de mesure du porosim tre au mercure Micromeritics 2001b 77 3 3 13 Digestibilit enzymatique La fermentation endommage la structure des granules d amidon Camargo et al 1988 d o l hypot
117. anneaux concentriques mais galement au niveau des canaux radiaux Planchot Colonna Gallant amp Bouchet 1995 Des canaux ont en effet t mis en vidence en observant par MEB la surface de granules de manioc subissant un ph nom ne de g latinisation Au fur et mesure du gonflement du granule la densit d amylose augmente au niveau des pores de la surface du granule Gallant et al 1997 13 Anneaux de croissance Double h lice Lamelle Super h lice Blocklets Granule 10 108 107 106 10 Figure 5 Architecture du granule et diff rents niveaux d organisation structurale d apr s P rez amp Bertoft 2010 1 Unit de Glucose double h lice 1a Image d une fibre en diffraction de rayons X DRX montrant une structure en double h lice Imberty Chanzy P rez Bul on amp Tran 1988 1b Mod le de la structure de la double h lice 2 Lamelle cristalline 2a Image en MET d amidon hydrolys montrant la forme des lamelles cristallines Angellier Coussy et al 2009 2b Mod le d une lamelle cristalline compos e d environ 100 doubles h lices 3 Super h lice 3a Images de diffraction des rayons X aux petits angles SAXS et aux grands angles WAXS montrant la pr sence d une structure en super h lice Waigh Kato et al 2000 3b Mod le de super h lice avec un pas de 9 nm et un diam tre de 18 nm 4 Blocklets 4a Image par MFA de la surface du granule d
118. arqu e pour les esp ces d altitude Sachant que BD ainsi que RBD sont reli s la fragilit du granule d amidon Krishna Kumari amp Thayumanavan 1998 les analyses RVA pourraient indiquer que la structure granulaire des chantillons d altitude est plus endommag e lors de la fermentation que celle des chantillons de plaine Ceci s expliquerait par un effondrement du granule entrainant ainsi une baisse plus importante de la viscosit corr l e au pic de viscosit PV2 Bertolini et al 2000 Mestres et al 2000 129 Tableau 26 Propri t s d empesage des amidons de manioc natifs ferment s et ou s ch s au soleil G notype Param tres de viscosit Traitement Pasting Peak Peak Breakdown Relative Final Setback Relative Cooking temperature viscosity 1 viscosity 2 cP Breakdown viscosity cP Setback ability C cP cP cP s Plaine NO 65 1 0 2 666 48 914 65 394 45 43 1 2 7 793 102 273 79 33 9 6 4 263 14 NS 65 0 0 7 687 38 913 37 345 38 37 8 3 6 847 47 279 50 32 9 4 9 273012 FO 7 65 6 0 4 632 43 663 40 310 39 46 8 4 9 501 41 149 12 29 8 2 5 266 24 FS 66 2 0 7 637 36 403 21 63 4 3 9 326 45 92 15 28 3 2 4 173 16 Altitude NO 61 6 1 1 835 62 960 117 378 42 39 7 6 0 844 166 260 67 30 8 4 0 286 29 NS 7 61 6 1 2 834 45 889 87 361 68 40 9 9 0 771 189 255 88 32 6
119. at flours Cereal Foods World 34 548 Malvern Instruments 2005 Mastersizer 2000 Brochure pp 1 12 Worcestershire UK Malvern Instruments Manners D J 1989 Recent developments in our understanding of amylopectin structure Carbohydrate Polymers 11 2 87 112 doi http dx doi org 10 1016 0144 8617 89 90018 0 Marcon M J A Kurtz D J Maraschin M Reginatto V Demiate I amp Amante E R 2011 A simplified method for determination of the sour cassava starch expansion property In International Congress on Engineering and Food poster presentation p 5 Athens Marcon M J A Kurtz D J Raguzzoni J C Delgadillo I Maraschin M Soldi V Amante E R 2009 Expansion properties of sour cassava starch polvilho azedo variables related to its practical application in bakery Starch St rke 61 12 716 726 doi http dx doi org 10 1002 star 200900132 Marcon M J A Vieira G C N Simas K N de Santos K Vieira M A Amboni R D de M C amp Amante E R 2007 Effect of the improved fermentation on physicochemical properties and sensorial acceptability of sour cassava starch Brazilian Archives of Biology and Technology 50 6 1073 1081 doi http dx doi org 10 1590 S1516 89132007000700018 Marousis S N 1989 Effect of porosity on the water diffisivity in drying granular starches Rutgers University USA PhD thesis Marousis S N Karathanos V T amp Sarava
120. atinisation des vari t s de plaine est plus lev e que celle des vari t s d altitude 61 4 et 57 6 C en moyenne respectivement pour la temp rature d onset En outre les traitements de fermentation et s chage au soleil ont r duit la taille mol culaire de l amidon en accord avec les r sultats des travaux ant rieurs Bertolini Mestres Colonna et al 2001 Marcon et al 2009 La baisse du pH et l apparition d acides organiques au cours de la fermentation sugg rent que le m canisme de r duction de la taille mol culaire de l amidon serait une hydrolyse acide partielle 117 Au niveau supramol culaire la diminution de taille des granules au cours des traitements notamment la fermentation s est r v l e diff rente pour les vari t s de plaine et d altitude Le diam tre des granules de plaine a diminu diminution moyenne de 8 9 9 1 apr s fermentation alors que celui des granules d altitude est rest peu pr s constant diminution moyenne de 0 3 1 5 apr s fermentation Cependant au del de ces observations peu de diff rences entre vari t s et entre traitements ont t mises en vidence Ainsi la composition chimique des composants mineurs le degr d oxydation de l amidon la structure cristalline le degr de cristallinit et l aspect de la surface des granules ont t peu ou pas affect s par les traitements Ces r sultats indiquent soit que les diff rences recherch es ne sont pas pr s
121. ation Bertolini Mestres Raffi ef a 2001 par les traitements d acidification ou de fermentation Putri et al 2012 ou par les traitements de fermentation et de s chage au soleil Franco Cabral amp Tavares 2002 Marcon et al 2009 Hizukuri 1985 a montr que les diff rents types de cristallinit sont reli s a la longueur des cha nes lin aires de l amylopectine Les amylopectines des amidons HMC 1 CM4574 7 et Cumbre 3 pourraient ainsi contenir des chaines lin aires de longueur similaire tandis que le g notype SM1058 13 aurait des chaines plus longues En conclusion les mesures de cristallinit ne font pas apparaitre de diff rences significatives ni entre les traitements NO FO et FS ni entre les vari t s cultiv es en plaine ou en altitude Cependant ces analyses nous ont permis d identifier un effet vari tal sp cifique pour SM1058 13 qui pr sente un comportement diff rent des autres g notypes 114 4 1 4 Propri t s thermiques Objectif D terminer les temp ratures et les enthalpies de g latinisation des diff rents chantillons Montrer l influence vari tale et g ographique sur ces propri t s thermiques Analyse des r sultats Les param tres DSC sont reli s la coh sion de la structure du granule d amidon sa d gradation et sa structure cristalline Marcon et al 2007 Mestres amp Rouau 1997 Nwokocha et al 2009 L analyse DSC a port principalement sur les chanti
122. ation classique du pain de bl se compose de quatre tapes le p trissage le pointage l appr t et la cuisson Landraf 2002 2 3 1 1 Le p trissage Le p trissage consiste appliquer une force m canique afin d assurer l homog n isation des diff rents ingr dients Peighambardoust Fallah Hamer amp van der Goot 2010 Le p trissage se compose de deux phases le frasage et le p trissage en tant que tel Ces deux phases sont effectu es dans le p trin l une la suite de l autre 30 Tableau 9 Fonctions des principaux composants utilis s dans le pain Doerry 1995 Composant Fonction Farine Eau Levure Sel Nourriture min rale des levures Sucre Mati re grasse Produits laitiers Structure Hydratation Levage Exhausteur du go t Contr le de la fermentation Source nerg tique pour les levures Lubrification Nutrition et am lioration de la couleur de la cro te Description 1 La prot ine la gliadine et la glutenine l eau forment un mat riel visco lastique le gluten pour retenir le gaz qui est form par la fermentation du sucre et contribuent la formation de la structure de la p te pain 2 L amidon l eau la chaleur forment une p te visqueuse qui fixe le gel apr s cuisson Lors du stockage l amidon cristallise r trograde et contribue au raffermissement majeure partie du rancissement du pain 3 La teneur en prot ines de
123. aux de d gradation provoqu par la fermentation est faible estim autour de 1 Camargo et al 1988 Plata Oviedo amp Camargo 1998 Pour poursuivre ces investigations la m thode de mesure de la porosit par adsorption de gaz BET m thode Brunauer Emett et Teller qui d termine la surface sp cifique pourrait tre int ressante utiliser pour comparer les granules d amidon suite aux traitements de fermentation et s chage solaire Cependant les faibles diff rences not es avec les deux analyses que nous venons de pr senter laissent pr sager des r sultats peu significatifs galement avec cette m thode 0 06 a 0 05 ay E 0 04 Cumbre 3 FO 5 0 03 umbre a Cumbre 3 NO S 0 02 5 0 01 o 0 001 0 01 0 1 1 10 100 1000 0 01 Diam tre de pores um Figure 67 Volume de pores en fonction de leurs diam tres 0 001 1000 um du g notype Cumbre 3 soumis deux traitements NO et FO 0 003 0 0025 2 E 0 002 2 Cumbre 3 FO 0 0015 A Cumbre 3 NO 8 0 001 v 0 0005 3 0 0 001 0 01 0 1 1 0 0005 Diam tre de pores um Figure 68 Volume de pores en fonction de leurs diam tres 0 001 1 um du g notype Cumbre 3 soumis deux traitements NO et FO 139 4 3 2 Digestibilit enzymatique Objectifs Confirmer l effet des traitements du lieu g ographique et ou du g notype pour la sensibilit du granule par rapport l attaque de l a amylase Tester l hy
124. ava starch production a preliminary study Journal of Food Science 45 6 1509 1512 doi DOI 10 1111 j 1365 2621 1980 tb07551 x Carlson T L G Larsson K Dinh Nguyen N amp Krog N 1979 A study of the amylose monoglyceride complex by raman spectroscopy Starch Stdrke 31 7 222 224 doi 10 1002 star 19790310703 Cauvain S P amp Young L S 2007 Technology of Breadmaking 2nd ed p 397 New York USA Springer Cavallini C M amp Franco C M L 2010 Effect of acid ethanol treatment followed by ball milling on structural and physicochemical characteristics of cassava starch Starch St rke 62 5 236 245 doi 10 1002 star 200900231 Ceballos H Sanchez T Denyer K Tofifio A P Rosero E A Dufour D Fahy B 2008 Induction and identification of a small granule high amylose mutant in cassava Manihot esculenta Crantz Journal of Agricultural and Food Chemistry 56 16 7215 7222 doi DOI 10 1021 jf800603p Cereda M P 1973 Alguns aspectos sobre a fermentacdo da f cula de mandioca Universidade do Estado de S o Paulo UNESP Botucatu S o Paulo Brazil PhD disertation Cereda M P 1983 Padronizacao para ensaio de qualidade da f cula de mancioca fermentada Boletin de la Sociedade Brasilera de ciencia e Tecnologia de Alimentos 17 287 296 Chan H T Bhat R amp Karim A A 2009 Physicochemical and functional properties of ozone oxidized starch Journal of Agricul
125. be de viscosit Pasting temperature ou temp rature d empesage de l amidon ce param tre marque l augmentation initiale de la viscosit Limpisut amp Jindal 2002 C est la temp rature pour laquelle les granules d amidon commencent gonfler perdant leur cristallinit disparition de la croix de polarisation et d marrant la viscosit du milieu de cuisson Lorsque les granules d amidon en suspension avec de l eau sont chauff s l eau s introduit dans le granule pour l hydrater et provoque le gonflement Lors de cette tape les polym res ayant un faible poids mol culaire surtout l amylose commencent lixivier hors des granules Thomas amp Atwell 1988 Dans cette tude la pasting temperature a t d finie comme la temp rature laquelle la diff rence entre la viscosit mesur e et la ligne de base devient sup rieure 20 cP pour la premi re fois Ce param tre est un indicateur de la temp rature minimale n cessaire pour cuire un chantillon donn et du co t nerg tique qui y est li Shimelis Meaza amp Rakshit 2006 64 Peak viscosity ou viscosit maximale Ce param tre indique le point auquel les amidons atteignent la viscosit maximale au cours de la g latinisation Limpisut amp Jindal 2002 Thomas amp Atwell 1988 Ce param tre peut aussi servir d indicateur de la capacit d absorption d eau et de gonflement des granules qui sont corr l s la
126. bserved in the average granular sizes of non modified NO lowland and highland genotypes which subsided after fermentation and drying treatments A more sig nificant difference between lowland and highland genotypes was observed in the decrease in granular size caused by the NS FO and FS treatments Table 4 as confirmed by Fisher tests In low land genotypes NS FO and FS treatments decreased granule size by 4 6 9 1 and 8 9 respectively compared to NO whereas in highland genotypes these treatments had no influence on the granular size To explain this it is hypothesized that different granular structures in lowland and highland genotypes resulted in varied levels of sensitivity to treatments In lowland geno types NS FO and FS treatments only shaved off the outer layers of the granules leading to smaller granules with mostly intact cores In contrast in highland genotypes granules were attacked more homogeneously throughout their structure during fermen tation resulting in weakened granules but with a non significant reduction in granule average diameter The RVA and intrinsic vis cosities results tended to support this hypothesis as discussed below Table 4 Granular size of native fermented and or sun dried cassava starches Genotype Granular size pm Treatments NO NS Fo FS Lowland 153 08 146 1 1 13 40 87 14 0008 Highland 145 06 146 05 14404 14 407 gt t Different letters within row indicate significan
127. c M amp Seib P A 1992 Location of amylose in normal starch granules I Susceptibility of amylose and amylopectin to cross linking reagents Cereal chemistry 69 4 405 409 Jang J K amp Pyun Y R 1997 Effect of moisture level on the crystallinity of wheat starch aged at different temperatures Starch St rke 49 7 8 272 277 doi 10 1002 star 19970490705 Jaska E 1971 Starch gelatinization as detected by proton magnetic resonance Cereal Chemistry Journal 48 437 444 Jenkins P J 1994 X ray and neutron scattering studies of starch granule structure Cambridge University UK PhD tesis Jinapong N Suphantharika M amp Jamnong P 2008 Production of instant soymilk powders by ultrafiltration spray drying and fluidized bed agglomeration Journal of Food Engineering 84 2 194 205 doi http dx doi org 10 1016 j jfoodeng 2007 04 032 Jobling S A 2004 Improving starch for food and industrial applications Current Opinion in Plant Biology 7 2 210 218 doi http dx doi org 10 1016 j pbi 2003 12 001 Juszczak L Fortuna T amp Krok F 2003 Non contact Atomic Force Microscopy of starch granules surface Part I potato and tapioca starches Starch St rke 55 1 1 7 doi 10 1002 star 200390012 Juszczak L Fortuna T amp Wodnicka K 2002a Porosity of starch granules of different origin Polish journal of food and nutrition sciences 11 2 29 34 Juszczak L Fortuna T amp
128. c la litt rature Bertolini 2000 Marcon et al 2009 Mestres et al 2000 Cependant nos mesures de capacit de panification sont inf rieures celles obtenues par d autres auteurs Bertolini et al 2000 Mestres et al 2000 Les diff rences observ es pourraient tre dues l utilisation de diff rents protocoles de panification et ou diff rents traitements des chantillons La recette utilis e ici est r alis e avec du fromage Coste o contenant des lipides ce qui rend possible la formation de complexes amylose lipide Les capacit s de panification observ es sont inf rieures celles obtenues sans lipides formulation HPMC et pourraient donc s expliquer par un effet favorable de l HPMC et ou la pr sence des complexes amylose lipide En effet ces complexes inhibent le gonflement de la p te du pain Tester amp Morrison 1992 Par ailleurs des formulations boulang res colombiennes sans addition de lipides panifient mieux mais au d triment de la qualit gustative 122 De mani re g n rale sur la moyenne des 13 g notypes de plaine et d altitude les capacit s de panification les plus importantes ont t mesur es pour le traitement FS avec une augmentation de 221 par rapport au traitement natif NO Ainsi l association fermentation et s chage au soleil est le traitement privil gi pour une meilleure capacit de panification Figure 59 Tableau 25 Capacit de panification des amidons natifs
129. ce travail En premier nous traitons de l origine et de la pr paration des chantillons pour les analyses Les protocoles des techniques ainsi que les analyses statistiques utilis es sont ensuite d velopp s La troisi me partie concerne les r sultats obtenus de ce travail ainsi que leur discussion La premi re section traite de la caract risation physico chimique et structurelle des amidons de manioc natifs et ferment s s ch s au soleil La caract risation fonctionnelle des amidons de manioc natifs et ferment s s ch s au soleil est pr sent e par la suite en deuxi me partie Le troisi me volet concerne aux caract risations compl mentaires pour v rifier les diff rences de structure des granules apr s traitements de fermentation et s chage au soleil Finalement en quatri me partie les conclusions et perspectives de ce travail sont propos es Il TRAVAUX ANT RIEURS 2 1 L amidon L amidon est la deuxi me plus grande biomasse produite sur la terre Jane 2006 apr s la cellulose C est le polysaccharide le plus important qui se trouve dans tous les organes des v g taux sup rieurs BeMiller amp Whistler 2009 L amidon est une macromol cule de stockage d nergie sous forme de carbohydrates BeMiller amp Whistler 2009 C est le principal composant des granules de c r ales et des tubercules tropicaux Moorthy 2002 notamment dans le manioc o il est tr s abondant 65 70 base s che Alve
130. compl mentaires au breakdown en normalisant le breakdown par le pic de viscosit Relative breakdown Breakdown Pic de viscosit maximale x 100 9 Setback La setback est un indicateur de la r trogradation de l amylose Betancur Ancona Guerrero Camelo Matos amp Ortiz 2001 c est dire la r association des 65 mol cules d amylose sous forme de doubles h lices lors de la phase de refroidissement d une analyse viscosim trique Thomas amp Atwell 1988 Quelques travaux ont montr que ce ph nom ne est corr l positivement avec la teneur en amylose la longueur de ses cha nes et leur tat de dispersion Mishra amp Rai 2006 Thomas amp Atwell 1988 Comme pour le relative breakdown la relative setback peut apporter des informations compl mentaires a la setback dans le cas d amidons tr s diff rents par leur viscosit Relative setback Setback Final viscosity x 100 10 Final viscosity c est le param tre le plus commun ment utilis pour caract riser la capacit d un mat riel g lifier apr s cuisson Onitilo et al 2007 Osungbaro Jimoh amp Osundeyi 2012 Shimelis et al 2006 La viscosit finale est d termin e d une part par l augmentation de la viscosit de la solution due la baisse de la temp rature et d autre part par d ventuelles r associations mol culaires telles que la r trogradation de l amylose ou la formation de complexes amylos
131. cos G D 1991 Effect of physical structure of starch materials on water diffusivity Journal of Food Processing and Preservation 15 3 183 195 doi 10 1111 j 1745 4549 1991 tb00165 x Marousis S N amp Saravacos G D 1990 Density and porosity in drying starch materials Journal of Food Science 55 5 1367 1372 doi 10 1111 j 1365 2621 1990 tb03939 x Matos Segura M E amp Perez Sira E E 2003 Characterization of native and modified cassava starches by scanning electron microscopy and X ray diffraction techniques Cereal foods world 48 2 78 81 McCleary B V Gibson T S amp Mugford D C 1997 Measurement of total starch in cereal products by amyloglucosidase a amylase method Collaborative study Journal of AOAC International 80 3 571 579 Mendes Da Silva C E Ciacco C F Barberis G E Solano W M R amp Rettori C 1996 Starch gelatinization measured by pulsed nuclear magnetic resonance Cereal Chemistry Journal 73 3 297 301 Mestres C 1996 Los estados fisicos del almid n In Conferencia Internacional de Almid n Propriedades Fisico quimicas funcionales y nutricionales p 16 Quito Ecuador Escuela Politecnica Nacional Mestres C Boungou O Akisso N amp Zakhia N 2000 Comparison of the expansion ability of fermented maize flour and cassava starch during baking Journal of the Science of Food and Agriculture 80 6 665 672 doi 10 1002 SICI 1097 0010 20000501 8
132. dans l eau distill e 23 cm pour obtenir une suspension 5 La viscosit a t enregistr e selon le profil de temp rature suivant maintien 50 C pendant 1 min chauffage de 50 C 90 C une vitesse de 6 C min maintien 90 C pendant 5 min refroidissement une vitesse de 6 C min jusqu 50 C enfin maintien 50 C pendant 2 min Une premi re agitation 960 rpm est appliqu e pendant les 10 premi res secondes puis 160 rpm pendant le temps restant de l exp rience La moyenne sur 2 r plicas a t calcul e 63 Huit param tres ont t mesur s sur le visco amylogramme Figure 27 temps et temp rature d empesage respectivement PT et Pt viscosit du pic 1 PV1 premier pic de viscosit cons cutif l empesage ou pasting viscosit du pic 2 PV2 deuxi me pic de viscosit cons cutif l empesage temps permettant d atteindre les pics de viscosit 1 et 2 tPV1 et tPV2 respectivement holding strength correspondant la plus faible viscosit de la p te chaude HS et enfin la viscosit finale FV Cinq param tres suppl mentaires ont t ensuite calcul s la capacit de cuisson CA estim e par tPV2 Pt le breakdown BD estim par PV2 HS le relative breakdown RBD d termin par BD PV2 x 100 le set back SB estim par FV HS et le relative set back RSB estim par SB FV x 100 Interpr tation des param tres de la cour
133. de l amidon et la d termination de sa structure dans diff rentes conditions Imberty et al 1988 Imberty amp P rez 1988 Wu amp Sarko 1978a 1978b La difficult d terminer la structure des mailles cristallographiques provient de plusieurs facteurs parmi lesquels figurent imperfection et la grosseur des cristaux ainsi que le degr d hydratation La teneur en eau joue en effet un r le d terminant dans la conformation de l amidon cristallin Il est admis et d montr que la majorit de la phase cristalline est constitu e d amylopectine tandis que les points de ramification et l amylose sont les principaux composants de la zone amorphe Jane 2006 Oates 1997 Zobel 1988a 1988b L origine de la cristallinit est due l entrelacement des cha nes ext rieures de l amylopectine sous forme de double h lices elles m mes li es entre elles par des liaisons hydrog ne formant des clusters de doubles h lices align es parall lement entre elles Tester Karkalas amp Qi 2004 Figure 5 L amylopectine soutiendrait donc les domaines cristallins dans le granule d amidon Bul on et al 1998 P rez amp Bertoft 2010 Dans l amidon g latinis et r trograd i e recristallis en plus du degr d hydratation l origine botanique et le traitement technologique subi par le produit modifications chimiques histoire thermique etc influencent consid rablement la structure finale des cristaux Zobel You
134. de l amylopectine se produit pendant plusieurs heures ou jours apr s la fin de cuisson Ottenhof amp Farhat 2004 La r trogradation de l amidon est un processus qui se produit lorsque les cha nes d amidon commencent se r associer en une structure ordonn e Cette r organisation se caract rise en premier lieu par une transition du type pelote statistique en double h lice au niveau des segments de cha nes polym res et en second lieu par une cristallisation par empilement des cha nes Atwell et al 1988 Ce m canisme d pend de nombreuses variables dont notamment la structure de l amylose et de l amylopectine le rapport amylose amylopectine la concentration en amidon son origine botanique et la concentration en d autres constituants du milieu Jacobson Obanni amp Bemiller 1997 Les m thodes les plus courantes pour analyser cette propri t sont ATD et ACD la diffraction aux rayons X les essais m caniques petite et grande d formation et plusieurs m thodes spectroscopiques notamment par RMN spectroscopie FTIR et RAMAN BeMiller amp Whistler 2009 A partir de PACD la r trogradation de l amylopectine peut tre caract ris e par un pic endothermique correspondant la fusion des cristallites en exc s d eau d tect e une temp rature d environ 60 C Tran Piyachomkwan amp Sriroth 2007 Par ailleurs la r trogradation de l amylose peut tre estim e par le param tre setback lors d un
135. de la capacit de panification de l amidon aigre de manioc vis vis du volume sp cifique des pains faible lt 5 0 mL g moyenne de 5 0 10 0 mL g et grande 2 10 0 mL g Pour la mesure du volume du pain les tests les plus r pandus sont les m thodes de d placement d un volume des semences au travers d un volum tre a d placement connu sous le nom de pycnom tre Vanhamel et al 1991 Cet appareil est compos d un r cipient de volume connu qui a t pr alablement talonn avec une semence appropri e g n ralement avec des graines de colza ou d orge perl Cornford 1969 33 2 3 3 Le m canisme d expansion en panification Le degr d expansion de produits panifi s r sulte de l quilibre entre deux forces Fan Mitchell amp Blanshard 1996a 1996b une force d expansion FE et une force limitant l expansion FC Au d but de l expansion FE est sup rieure a FC FE gt FC et la pate augmente de volume Au cours de l expansion FE diminue et ou FC augmente jusqu ce que FE et FC deviennent gales par exemple FC augmente a mesure que les parois des bulles de gaz s tirent et s approchent de leur limite d lasticit A ce point expansion s arr te Enfin si FC devient plus grande que FE FE lt FC la pate gonfl e se contracte ce qui est en g n ral ind sirable La contraction de la pate est vit e par un changement de la structure de la pate qui fige le produit dans son
136. de la distribution de tailles valu e par diffraction laser Les particules clair es par un faisceau laser focalis diffusent la lumi re avec un angle inversement proportionnel leur taille La propagation d un faisceau laser focalis et ses propri t s de diffraction suivent les lois sp cifiques de l optique gaussienne ceci tant d la r partition gaussienne de l intensit dans le plan transverse perpendiculaire la propagation du faisceau G rard amp G rard 1998 Pour pr dire la diffusion d un faisceau laser par des particules la th orie de Fraunhofer est appliqu e Chatelet 1996 L intensite diffract e par N particules de diam tre d est donn e par la formule suivante quation math matique de la tache d Airy 2 Ia apy ese Ou a angle d observation ramen dans le plan focal de l objectif Aj dj coefficient de proportionnalit d pendant de dj V volume occup par Nj particules J premier ordre de la fonction de Bessel k 2m A L intensit angulaire de la lumi re diffus e est ensuite mesur e par une s rie de d tecteurs photosensibles Figure 24 Detecteur aux grands angles Cellule de flux Source de lumi re bleue Filtre spacial amp s et Laser rouge Detecteur au plan focal D tecteurs de r trodiffusion Figure 24 Fonctionnement du granulom tre Mastersizer 2000E en voie liquide d apr s Malvern Instruments 2005
137. de transition est associ e la diffusion des mol cules d eau l int rieur du granule l absorption d eau par les r gions amorphes au gonflement radial des granules d amidon entrainant la perte de bir fringence optique et la perte de l ordre mol culaire BeMiller amp Whistler 2009 Biliaderis amp Zawistowsi 1990 Hoover 2001 L empois d amidon correspond une suspension des granules d amidon gonfl s et riches en amylopectine galement appel s fant mes entour s de cha nes d amylose en suspension dans l eau environnante Le point de g latinisation initial et la plage de temp rature sur laquelle la g latinisation se produit d pendent de la concentration de l amidon des m thodes d observation du type de granule et des h t rog n it s au sein de la population des granules sous observation Atwell Hood Lineback Varriano Marston amp Zobel 1988 Nous soulignons la concentration de l amidon et le type de granules cf Tableau 6 comme les facteurs les plus importants Sur la concentration de l amidon les nergies d activation de la g latinisation diminuent avec l augmentation de la teneur en eau pour se stabiliser partir de 60 d eau Spigno amp De Faveri 2004 A faibles teneurs en eau les amidons g latinisent a des temp ratures beaucoup plus lev es Biliaderis Maurice amp Vose 1980 Donovan 1979 Zhong amp Sun 2005 ont montr par analyse calorim trique d
138. des G nie biologique produits biologiques et alimentaires Universit de technologie de Compi gne Compi gne France Lawal O S 2004 Composition physicochemical properties and retrogradation characteristics of native oxidised acetylated and acid thinned new cocoyam Xanthosoma sagittifolium starch Food Chemistry 87 2 205 218 doi http dx doi org 10 1016 j foodchem 2003 11 013 Leach H W amp Schoch T J 1961 Structure of the starch granule II Action of various amylases on granular starches Cereal Chemistry Journal 38 34 46 Lelievre J Lewis J A amp Marsden K 1986 The size and shape of amylopectin a study using analytical ultracentrifugation Carbohydrate Research 153 2 195 203 doi http dx doi org 10 1016 S0008 6215 00 90262 3 LeMeste M Huang V T Panama J Anderson G amp Lentz R 1992 Glass transition of bread Cereal foods world 37 3 264 267 L otard G Duputi A Kjellberg F Douzery E J P Debain C de Granville J J amp McKey D 2009 Phylogeography and the origin of cassava New insights from the northern rim of the Amazonian basin Molecular Phylogenetics and Evolution 53 1 329 334 doi http dx doi org 10 1016 j ympev 2009 05 003 L tang C Piau M amp Verdier C 1999 Characterization of wheat flour water doughs Part I Rheometry and microstructure Journal of Food Engineering 41 2 121 132 doi http dx doi org 10 1016 S0260 8
139. des vari t s soumises au traitement NS 126 Figure 62 Analyse multivari e Cluster pour identifier des diff rences et des similitudes entre les capacit s de panification ayant une formulation boulang re avec pr g latinisation et lipides des vari t s soumises au traitement FO 126 Figure 63 Analyse multivari e Cluster pour identifier des diff rences et des similitudes entre les capacit s de panification ayant une formulation boulang re avec pr g latinisation et lipides des vari t s soumises au traitement F S 127 Figure 64 Viscoamylogramme d un chantillon d amidon du manioc SM1495 5 soumis aux traitements NO A NS O FO O et FS Q miennes 128 Figure 65 Corr lation n gative R 0 46 entre la capacit de panification des amidons ferment s s ch s au soleil FS et la teneur en amylose des amidons non ferment s s ch s au four NO altitue PA EEE AEE E E E nous E E E 132 Figure 66 Espace des individus 66a et espace des variables 66b des principales composantes 1 et 2 d crivant la diversit des chantillons HD g notypes d altitude et LD g notypes de plaine NO non ferment s ch au four FO ferment s ch au four NS non ferment s ch au soleil FS ferment s ch au soleil BM capacit de panification BD Breakdown RVA D43 diam tre moyen du granule PV2 Peak viscosity 2 FV Final viscosity CA Cooking ability PT Pasting temperature L
140. des pores ouverts La compl mentarit de ces deux m thodes donne la porosit totale porosit intragranulaire ouverte et ferm e cf Figure 31 Ces analyses permettront de d tecter les ventuels changements dus la fermentation au niveau de la porosit ferm e et de la porosit ouverte Juszczak et al 2002a Sujka amp Jamroz 2007 et ainsi de d montrer ou non l augmentation de la porosit dans le granule lors du traitement de fermentation 72 Tableau 13 M thodes pour examiner la porosit de l amidon Microscopie lectronique balayage MEB Microscopie lectronique en transmission MET Microscopie force atomique AFM Porosit au mercure Porosit l h lium M thodes bas es sur l adsorption physique partir des phases gazeuse ou liquide Fannon et al 1992 gt Fannon Shull amp Bemiller 1993 Fortuna Juszczak Kujawski amp Palasinski 2000 d Helbert Sch lein amp Henrissat 1996 Huber amp BeMiller 2000 f J H Li Vasanthan Hoover amp Rossnagel 2004 9 Planchot et al 1995 Sarikaya Higasa Adachi amp Mikami 2000 Baldwin Davies amp Melia 1997 Szymoniska Krok Komorowska Czepirska amp Rebilas 2003 Thomson Miles Ring Shewry amp Tatham 1994 Karathanos amp Saravacos 1993 Jamroz Hajnos amp Sokolowska 1999 Marousis amp Saravacos 1990 Juszczak et al 200
141. determined by FTIR spectroscopy Carbohydrate Polymers 422 149 158 Dufour D Brabet C Zakhia N amp Chuzel G 1995 Influence of fermentation and sun drying on the breadmaking capacity of cassava sour starch In E T Agbor A Brauman D Griffon amp S Tr che Eds Transformation alimentatre du manioc pp 395 416 Paris ORSTOM Dufour D Larsonneur S Alarcon Morante F Brabet C amp Chuzei G 1996 Improving the breadmaking potential of cassava sour starch In D Dufour G M OBrien amp R Best Eds Cassava flour and starch Progress in research and development pp 133 142 Cali Colornbia CIAT CIRAD Escobar A Dufour E Sanchez T Giraido A amp Dufour D 2009 Evaluacion de yuca Manhiot esculenta Crantz de altura para la produccion de almidon en Colombia Alimentos Hoy Revista de la Asociacion colombiana de ciencia y tec nologia de alimentos 2009 18 In Congreso Iberoamericano de Ingenieria en Alimentos Bogota Colombia 06 09 September Fan J Mitchell J R amp Blanshard J M ae during baking Journal of Food Engineering 41 69 77 FAO 2004 Domestic market In Global cassava market study business opportunities for the use of cassava 6th ed pp 184 Rome FAO Fiedorowicz M amp Rebilas K 2002 Properties of waxy corn starch and corn amyiopectin illuminated with linearly polarised visible light Franco C M L A noaa T d S Cereda M P O
142. diam tre des granules D 4 3 des 52 chantillons 13 g notypes soumis aux traitements natifs ferment s et ou s ch s au soleil est compris entre 12 9 16 1 pm Tableau 21 Ces r sultats sont en conformit avec la litt rature Defloor Dehing amp Delcour 1998 Huang Lu Li amp Tong 2007 Niba et al 2002 Nuwamanya Baguma Emmambux amp Taylor 2010 Onitilo et al 2007 Sriroth et al 1999 A l tat natif NO les chantillons de plaine ont des granules l g rement plus grands que ceux d altitude avec D 4 3 gal 15 3 um et 14 5 um respectivement A partir de ces r sultats nous avons calcul le pourcentage de diminution des tailles de granule apr s les traitements NS FO et FS Tableau 21 Pour les g notypes de plaine les traitements NS FO et FS entrainent la diminution de 4 6 9 1 et 8 9 respectivement par rapport au NO alors que dans les g notypes d altitude ces traitements n ont pas d influence sur le diam tre des granules D autre part pour les g notypes de plaine la fermentation a un effet plus marqu que le s chage autant pour le traitement FO que pour le traitement FS Cette diff rence de sensibilit des granules d amidon la fermentation selon l origine g ographique semble indiquer deux modes d hydrolyse diff rents Dans les g notypes de plaine les traitements NS FO et FS attaqueraient pr f rentiellement les couches externes des granules avec par cons quence une
143. difi d Alarc n amp Dufour 9880 0 0888 RE ete on Sara RUE ace On 42 Figure 13 Bilan de mati re et rendement du proc d de fabrication de l amidon aigre modifi d Alarc n amp Dufour 1998 eara aa a aaa een nd eee Vaa E ir nt ens crane none sets 43 Figure 14 Recette boulang re avec pr g latinisation droite et lipides gauche 45 Figure 15 Calorim tre diff rentiel balayage DSC T rnrnnrenennnnennnnnnennnnnes 51 Figure 16 L arrangement cristallin des types A et B Imberty Bul on Tran amp P rez 1991 Imberty et al 1988 Imberty amp P rez 1988 1 repr sentation tridimensionnelle selon l axe de fibre 2 projection de la structure dans le plan a b Les liaisons hydrog ne engageant les mol cules d eau sont repr sent es en pointill s seen 52 Figure 17 Repr sentation sch matique d une mol cule diatomique M et Mg sont les masses des deux atomes r et rg les distances entre le centre de chaque atome et le centre de gravit de la liaison G les deux masses sont reli es par un ressort de constante de raideur k repr sentant la liaison chimique entre les deux entit s ins 53 Figure 18 Repr sentation sch matique d une transition nerg tique entre niveaux vibrationnels d une mol cule E nergie de l tat fondamental E nergie de l tat excit la suite de l interaction avec un photon incident 54 Figure 19 Sch ma du principe de la spectroscopie IR en transmi
144. diminution de la taille des granules tout en maintenant intacts les noyaux de ces granules En revanche dans les g notypes d altitude la fermentation attaquerait de fa on homog ne les couches externes et la structure interne des granules ce qui entrainerait l affaiblissement des granules mais pas une r duction significative de leur diam tre Par ailleurs aucun effet vari tal n a t constat sur les chantillons natifs NO la variation de la taille des granules entre vari t s est n gligeable Tableau 21 En revanche Niba et al 2002 Onitilo et al 2007 et Moorthy Wenham amp Blanshard 1996 ont trouv une variabilit importante entre 9 20 14 18 et 10 20 um respectivement analysant 11 6 et 5 g notypes diff rents d amidon de manioc natif 110 Tableau 21 Taille des granules des amidons de manioc natif ferment et ou s ch au soleil Taille de granules D 4 3 um G notypes Plaine HMC 1 CM6438 14 CM4574 7 Altitude CM7436 7 CM7438 14 SM14984a CM7138 7 SM7591 5 Cumbre 3 SM707 17 SM1495 5 SM1058 13 Tambo 4 Plaine Altitude Tous Traitement 7 NO 15 95 0 00 14 20 0 01 15 85 0 00 lt bD 13 96 0 01 14 06 0 00 15 79 0 01 14 71 0 01 14 97 0 00 cA jB gD iD dB 14 09 0 01 13 91 0 00 13 96 0 00 14 96 0 00 14 48 0 00 aA bB hc Ye moe moe Boe TZ A OC fC 15 33 0 85 14 49 0 59 14 68 0 74
145. dx doi org 10 1016 j carbpol 2010 11 033 Guilbot A amp Mercier C 1985 Starch In G O Aspinall Ed The polysaccharides Volume 3 p 470 Orlando Academic Press Guyot J P Brizuela M A Rodriguez Sanoja R amp Morlon Guyot J 2003 Characterization and differentiation of Lactobacillus manihotivorans strains isolated from cassava sour starch International Journal of Food Microbiology 87 1 2 187 192 doi http dx doi org 10 1016 S0168 1605 03 00048 5 Hailemariam L Okos M amp Campanella O 2007 A mathematical model for the isothermal growth of bubbles in wheat dough Journal of Food Engineering 82 4 466 477 doi http dx doi org 10 1016 j jfoodeng 2007 03 006 Han X Z amp Hamaker B R 2001 Amylopectin fine structure and rice starch paste breakdown Journal of Cereal Science 34 3 279 284 doi http dx doi org 10 1006 jcrs 2001 0374 155 Harding S E 1997 The intrinsic viscosity of biological macromolecules Progress in measurement interpretation and application to structure in dilute solution Progress in biophysics and molecular biology 68 2 3 207 262 Helbert W Sch lein M amp Henrissat B 1996 Electron microscopic investigation of the diffusion of Bacillus licheniformis alpha amylase into corn starch granules Int J Biol Macromol 19 3 165 169 doi http dx doi org 10 1016 0141 8130 96 01123 3 Hennig H J Lechert H amp Goemann W 1976 Examination of
146. e pandeyuca Alarc n amp Dufour 1998 Brabet Chuzel Dufour amp Raimbault 1996 Brabet 1994 Dufour et al 1996 Ces deux produits sont constitu s de deux ingr dients de base l amidon aigre de manioc et le fromage Le fromage de type coste o fromage frais dur peu ferment et tr s sal est g n ralement utilis pour cette pr paration En plus pour am liorer les caract ristiques sensorielles du pandebono et du pandeyuca d autres ingr dients lait ceufs sucre sel etc sont rajout s en quantit s variables selon le produit pr par et la recette utilis e Brabet 1994 Le pandebono et le pandeyuca pr sentent une apparence gonfl e et une structure alv olaire de la mie Cardenas amp de Buckle 1980 Mestres amp Rouau 1997 29 2 3 La panification Le pain est l un des aliments de base le plus consomm par l humanit Cauvain amp Young 2007 Le pain est un produit quilibr source d nergie de prot ines de vitamines en particulier les vitamines du groupe B de min raux et de fibres alimentaires W Zhou amp Therdthai 2006 Le pain de consommation est d fini comme le produit obtenu par la cuisson d une p te compos e de farines panifiables de levure ou de levain d eau et de sel Landraf 2002 La formulation classique du pain de bl est la suivante 100 parties de farine de bl 60 parties d eau 2 parties de sel et 2 parties de levure biologique Godon Popineau
147. e des viscosim tres de type orifice des viscosim tres chute de billes et des viscosim tres rotation Sahin amp G l m Sumnu 2006 66 Le viscosim tre capillaire ou viscosim tre d Ostwald est le dispositif le plus utilis Cet appareil est pourvu d une pi ce de verrerie plac e verticalement dans un environnement temp rature constante par exemple un bain marie thermostat Le principe est de mesurer le temps d coulement d un volume de liquide une solution de polym re ou un solvant travers le capillaire Cette mesure est effectu e pour le solvant puis pour la solution diff rentes concentrations Harding 1997 Pour les hydrocollo des agroalimentaires tel que l amidon les mesures de viscosit intrins que exprim es en mL g sont r alis es en faisant s couler des solutions diff rentes concentrations dans des viscosim tres tube capillaire de type Ubbelohde thermostat s typiquement 25 C Divers solvants peuvent tre utilis s selon le polym re tudi hydroxyde de potassium dimethyle sulfoxyde etc Harding 1997 L avantage de cet appareil est que les mesures sont ind pendantes de la quantit de solution volume total dans le viscosim tre Des dilutions progressives peuvent donc tre pr par es directement dans le viscosim tre Harding 1997 La viscosit intrins que extrapol e contrainte de cisaillement nulle est reli e la masse molaire M en g mol
148. e analyse par viscoanalyseur rapide RVA L amidon de manioc ayant une des teneurs les plus faibles en amylose pr sente une r trogradation des plus faibles par rapport aux autres amidons Jane et al 1999 cf Tableau 6 Une corr lation entre la teneur en amylose et le de r trogradation de l amylopectine a t d montr e dans l amidon de riz Yu Ma amp Sun 2009 Ce m canisme serait domin par l amylose Yu et al 2009 De plus les amidons autres que celui du manioc ont une masse mol culaire lev e BeMiller amp Whistler 2009 23 2 2 Les amidons modifi s Le terme amidon natif de manioc s applique au produit extrait des racines de manioc L amidon natif correspond un produit qui n a subi ni hydrolyse par action de microorganismes ni traitements thermique chimique ou enzymatique Sriroth Piyachomkwan Wanlapatit amp Oates 2000 Selon la norme ISO N 1227 1979 lamidon modifi est un amidon dont une ou plusieurs propri t s physiques ou chimiques sont modifi es Tara 2005 afin d am liorer leurs propri t s de limiter les probl mes occasionn s au cours de proc d s industriels ou d ajouter de nouvelles caract ristiques Bemiller 1997 Bertolini 2010 Moorthy 2004 Le but est d am liorer la fonctionnalit et la valeur ajout e de l amidon Les amidons modifi s au contraire des amidons natifs Jobling 2004 pr sentent des propri t s fonctionnelles permettant de r
149. e comportement hydrodynamique de l amylose Sivak amp Preiss 1998 T L Wang Bogracheva amp Hedley 1998 La teneur en amylose varie consid rablement selon l origine et les modifications g n tiques de l amidon Elle peut varier de O plus de 75 Moorthy 2002 Son poids mol culaire peut varier de 10 a 10 g mol Hizukuri Takeda Maruta amp Juliano 1989 Morrison amp Karkalas 1996 Roger amp Colonna 1993 L amylose native contient 500 a 5000 glycosyle La longueur des cha nes varie au sein d un m me amidon selon une distribution statistique Le Tableau 2 pr sente les principales propri t s de l amylose de l amidon du manioc Figure 2 Structure de l amylose D apr s Bul on Colonna amp Leloup 1990 La complexation de l amylose Une caract ristique de l amylose est sa capacit de complexation avec des mol cules hydrophobes comme des acides gras libres glyc rides certains alcools et l iode Fennema 1996 Dans la complexation acide gras amylose l amylose forme une h lice dont la surface externe est hydrophile et le centre hydrophobe et dans l axe de laquelle s ins re la cha ne d acide gras par interactions hydrophobes Carlson Larsson Dinh Nguyen amp Krog 1979 Figure 3 La complexation de l amylose par les lipides d pend du degr de polym risation de amylose de la longueur des acides gras et des temp ratures de complexation Les cha nes longues d
150. e comprend plus de 20000 ramifications par mol cule Thomas amp Atwell 1988 Cette macromol cule est classiquement repr sent e selon une structure en grappe o les cha nes lin aires connect es par des liaisons a 1 6 sont classifi es en fonction de leur longueur A chaines courtes S short 12 lt DP lt 20 B chaines longues L 30 lt DP lt 45 et C chaines sup rieures a 60 DP Les cha nes A externes sont li es au reste de la mol cule uniquement par leur extr mit r ductrice Les cha nes B interm diaires sont li es au reste de la mol cule par une extr mit r ductrice et d autre part branch es une autre cha ne par une liaison a 1 6 La cha ne C centrale porte uniquement l extr mit r ductrice de l amylopectine BeMiller amp Whistler 2009 80 90 du nombre total de cha nes dans une mol cule d amylopectine pr sentent des cha nes lat rales tandis que les 10 20 de cha nes restantes forment les connexions inter cha ne Manners 1989 Le ratio amylose amylopectine dans l amidon impacte consid rablement les propri t s fonctionnelles de l amidon Rolland Sabat et al 2012 Thomas amp Atwell 1988 II d pend des conditions de culture et de la vari t d origine de l amidon Wurzburg 1986 En g n ral la litt rature estime l amidon de manioc comme poss dant des ratios entre 17 83 BeMiller amp Whistler 2009 Rolland Sabat et al 2012 Thomas
151. e de l amidon et limitent le gonflement de la p te comme l ont montr Tester amp Morrison 1992 La p te pain a t pr par e au CIAT selon le protocole suivant protocole non publi CIAT d une part 125 g d amidon 12 13 de teneur en eau 75 g de fromage Coste o et 18 7 g d huile de tournesol ont t m lang s la main sur une plaque en acier inoxydable D autre part l amidon pr g latinis a t pr par en m langeant 37 25 g d amidon mati re s che avec 31 25 g d eau froide et 31 25 g d eau bouillante rajout s lentement en remuant avec une cuill re Les deux fractions amidon natif et amidon pr g latinis et 100 mL d eau froide suppl mentaires ont t m lang s de fa on homog ne Figure 14 A partir de la p te obtenue 12 anneaux de 33 g ont t fa onn s chacun de 18 cm de p rim tre et de 2 cm d paisseur La p te a t cuite dans un four 260 C pendant 13 min puis refroidie pendant 20 minutes temp rature ambiante Les poids et volumes des pains ont t mesur s avec une balance et un pycnom tre Fraction avec de Lipides Fraction Pr g latinis e Amidon 125 g Amidon 37 25 g J J Fromage 75g P trissage L Eau froide 31 25 g la main L Eau Bouillante 31 25 g L huile 18 7 g Mixage 100 mL d eau Cuisson 270 C x 20 min Figure 14 Recette boulang re avec pr g lati
152. e est li e la fragmentation mol culaire au cours du processus d oxydation La d tection des groupes carbonyle et carboxyle dans les chantillons modifi s par fermentation et s chage au soleil FS permettrait de mettre en vidence l effet oxydant de ces proc d s Les chantillons FS sont les plus susceptibles de montrer des diff rences car ils sont les plus modifi s ils ont donc t analys s en priorit 47 3 3 4 1 Teneur en groupements carbonyle Protocole La quantit de groupements carbonyle est d termin e suivant la m thode titrim trique de Smith 1967 4 g d chantillon d amidon mati re s che sont lav s et mis en suspension dans 100 mL d eau distill e La suspension est g latinis e dans un bain d eau bouillante pendant 20 min refroidie 40 C et ajust e pH 3 2 par addition d une solution d acide chlorhydrique HCI 0 1 N La r action de condensation est initi e par l ajout de 15 mL de r actif d hydroxylamine La suspension est ensuite plac e dans un bain thermostat 40 C pendant 4 h sous agitation lente L hydroxylamine r agit avec les groupements carbonyles ce qui entra ne la formation de l oxime de l eau L exc dent d hydroxylamine est rapidement d termin par titration du m lange jusqu pH 3 2 avec une solution d acide chlorhydrique HCI 0 1 N Un blanc est r alis avec le r actif d hydroxylamine seul Le r actif d hydroxylamine est pr par en dissolvan
153. e et ton charisme parisien vietnamien J r mie pour tre un gentleman en tout moment Christophe pour ta bonne humeur sudiste Renzo hermano pour ton nergie spirituelle et ta joie azteca de vivre Elvira pour ta tendresse et ta d licatesse andaluza Andr s pour ta noblesse d esprit et ton positivisme rasta colombiano Paola pour ton amabilit uruguaya et ta passion pour el tango Marina pour ton sens de l humour et ton authenticit madrile a Victor pour tre un attentif espa ol montpelli rain fanatique du cin ma Ana pour ta g n rosit pour ta compagnie KAMINEROS David Ga l hermano pour ta belle musique et tes paroles politiques engag es qui mont donn l espoir et m ont oblig faire l aller retour direction les toiles au milieu de ce monde pour amener ma guitare et participer ce beau projet latino fran ais A Yoshio pour ta g nialit musicale mexico japonaise pour ta composition et production magnifiques Franck pour ta musicalit montpelli raine rassur e et ta rythmique parfaite La musique qui nous accompagne chaque jour jusqu au dernier souffle ne nous quittera jamais Adelante siempre Enfin merci ma famille pour tout l appui et soutien Un grand merci ma grande s ur Diana mon beau fr re Eric pour toute leur affection et compr hension mes ni ces Sofia et In s les bijoux de
154. e l chantillon lors d une observation par microscopie lectronique vii Produits par action des amylases in situ ou des amylases produites lors du broyage par voie humide Fannon et al 1992 P Niemann amp Whistler 1992 Baldwin Adler Davies amp Melia 1994 d Sujka amp Jamroz 2007 Modification de la porosit du granule d amidon de manioc par l action des amylases La porosit de l amidon peut tre modifi e par les traitements physiques chimiques et enzymatiques Sujka amp Jamroz 2007 Les granules d amidon de manioc natifs sont d pourvus de pores Fannon et al 1992 N anmoins le traitement de fermentation peut provoquer des perforations dans les granules dues l action des enzymes amylolytiques des bact ries lactiques qui attaquent plus facilement les zones amorphes que les zones cristallines Marcon et al 2007 Mestres et al 2000 Mestres amp Rouau 1997 M thodes de d termination de la porosit des amidons Parmi les principales m thodes d valuation de la porosit des mat riaux amylac s Tableau 13 nous en retenons deux la porosit au mercure et la porosit h lium Ces m thodes utilisent porosim tres et pycnom tres respectivement pour analyser la porosit Karathanos amp Saravacos 1993 Sahin amp G l m Sumnu 2006 La porosit l h lium permet de d terminer le volume des pores ferm s tandis que la porosit au mercure donne acc s au volume
155. e lipide dans le cas o des lipides sont pr sents dans l chantillon La viscosit finale indique la stabilit de la p te cuite autrement dit la stabilit du gel apr s refroidissement Shimelis et a 2006 3 3 11 Viscosit intrins que La fermentation et le s chage solaire entra nent une r duction de la masse mol culaire de l amidon aigre de manioc Bertolini et al 2000 Marcon et al 2009 La viscosit intrins que a t mesur e pour quantifier cette r duction Principe La viscosit intrins que est une mesure de la friction interne ou de la r sistance au mouvement des mol cules des polym res en solution La friction interne est la contrainte de cisaillement ou la force de frottement entre les mol cules des polym res en solution Si la concentration des mol cules de polym res est lev e cela signifie que la friction interne dans la solution est lev e avec pour r sultat une viscosit intrins que n lev e Chan Bhat amp Karim 2009 La viscosit intrins que d un polym re en solution est la valeur limite de l indice de viscosit viscosit s r duite et inh rente contrainte de cisaillement nulle dilution infinie Pour de nombreux polym res il y a des conditions d approximation simplifiant les mesures des viscosit s r duite et inh rente Harding 1997 Mesure de la viscosit La viscosit intrins que peut tre mesur e par des viscosim tres d coulement capillair
156. e terre 3 Cumbre 3 NO LA 50 Tambo 4 NO Cumbre 3 FO 8 40 Tambo 4 FO g 40 Cumbre 3 FS 5 30 Tambo 4 FS 5 30 a S 20 g 2 g 10 pr gt Lo 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Temps h Temps min 100 e g 100 f 8 90 8 90 2 80 E 80 A os 70 E 70 3 60 Pomme de terre 60 Pomme de terre 5 50 CM7436 7 NO LA 50 SM707 17 NO s CM7436 7 FO 2 40 SM707 17 FO CM7436 7 FS DE a 5 30 SM707 17 FS g 20 3 20 A 2 10 g 10 I 0 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Temps h Temps h 100 90 g 80 70 Q o Pomme de terre SM1058 13 NO SM1058 13 FO N U A a O z 3 Hydrolyse en 100 g substrat amylac 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Temps h Figure 69 Cin tiques d hydrolyse 37 C par l a amylase pancr atique de 7 g notypes d amidon de manioc a HMC 1 b CM4574 7 c Tambo 4 d Cumbre 3 e CM7436 7 f SM707 17 et g SM1058 13 soumis a 3 traitements NO non ferment s ch au four en bleu FO ferment s ch au four en vert et FS ferment s ch au soleil en orange L amidon de pomme de terre correspond au t moin en magenta 141 Tableau 28 Niveaux de d gradation des amidons de manioc natifs ferment s et ou s ch s au soleil apr s 1 2 3 5 6 et 24 heures d amylolyse G notype Plaine HMC 1 C
157. e top liquid phase was discarded The sediment was divided into four equal subsamples and subjected to four different treat ments The first subsample was oven dried at 40 C for 24h to obtain native non fermented oven dried cassava starch NO The second subsample was sun dried for about 12h to obtain non fermented sun dried starch NS The third and fourth subsamples were fermented together in an airtight PVC tank 100L at ambi ent temperature 35 C for 30 days The tank was filled with the wet starch and a layer of fermented starch was added After fer mentation the third subsample was oven dried for 24 h at 40 C to obtain fermented oven dried starch FO and the fourth part was sun dried for 12h to obtain fermented sun dried starch FS 23 Breadmaking test Bread dough was prepared according to CIAT protocol CIAT unpublished protocol 125g of starch sample 12 13 moisture content 75 g of Costeno cheese and 18 7 g of sunflower oil were hand mixed on a stainless steel plate Secondly pre gelatinized starch was prepared by mixing 37 25 g starch dry matter with 31 25 g of cold water then slowly adding 31 25 g of boiling water while stirring with a spoon The native starch mix and pregela tinized starch were blended homogeneously with 100 mL of cold water From the resulting dough 12 rings of 33 g were shaped each with a perimeter of 18 cm and 2cm thick The doughs were baked in an oven at 260 C for 13 min and t
158. ed between 59 1 3888838 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Time min Fig 3 Viscoamylograms of one cassava starch sample SM 1495 5 after 4 treat ments NO open black triangles NS open black squares FO open black circles and FS open black diamonds and 66 9 C well within the range of PT reported in the literature Bertolini et al 2000 Gomes et al 2005 For instance according to a study of over 4000 cassava genotypes by Sanchez et al 2009 PT ranged from 58 8 C to 71 2 C For unmodified samples NO aver age PV2 BD FV and SB were 950 382 832 and 263 cP respectively Except for SB these results were close to the averages reported by Sanchez et al 2009 and therefore further confirmed that the 13 genotypes in this study represented typical values for cassava Statistically significant differences between lowland and high land genotypes were found for all treatments in pasting temperature and peak viscosity PT was consistently 3 5 C lower and PV1 was consistently higher 81 168cP higher including the case of the single viscosity peak in FS samples in highland compared to lowland genotypes Hence the pasting tempera ture appeared to be a relevant parameter to differentiate lowland and highland genotypes similar to the gelatinization temperature parameter measured by DSC Additionally fermentation treatments FO and FS resulted in signif
159. eesteentens 47 3 3 4 1 Teneur en groupements carbonyle tt iusnennnnnnnn 48 3 3 4 2 Teneur en groupements carboxyle nn 48 3 3 5 Propri t s thermiques et teneur en amylose DSC 49 3 3 6 Cristallinit par diffraction aux rayons Xi 51 3 3 7 Analyse structurale par spectroscopie infrarouge transform e de Fourier ATR 3 3 8 Spectrophotom trie UV 3 39 6Granulem t eeeeee 61 3 3 10 Analyse rapide de viscosit RVA inner 62 3 3 11 Viscosit intrins que 66 3 3 125 POTOSI t ne nn nt 69 3 3 12 1 Porosit a SVM ss A mette dre ten enr dater 74 3 3 12 2 Porosit au ME reU TE a 76 33 13 Dig stibilit enzymatique zisirei anne etats 78 3 3 14 Observations par microscopie lectronique 82 3 3 14 1 Microscopie lectronique balayage MEB 83 3 3 14 2 Microscopie lectronique balayage environnemental EMEB essssessesstescttessteestessteeenteees 83 3 4 Traitements statistiques des r sultats es 84 3 4 1 Test ANOVA et Test de Fisher nn 84 342 Analyse C E ne nee oe tee saa bee AA 84 3 4 3 Analyse en composantes principales ACP 84 IV R SULTATS ET DISCUSSION ueennnnanennnnnnnnannres 86 4 1 Caract risation physico chimique et structurelle des amidons de manioc natifs et ferment s s ch s au soleil mnt 86 4 11 Composition chimique ssassn 86 4 1 1 1 Teneur en amylose ALL 2 pH 41 13 Spectrophot
160. ehavior such as pH sol ubility specific volume polymerization degree through intrinsic viscosity measurements Marcon et al 2009 degree of starch oxidation through carbonyl and carboxyl content measurements Guerra Dias et al 2011 and starch paste thermomechanical properties Bertolini Mestres Lourdin Valle amp Colonna 2001 Evidence from these studies suggests that a degradation mech anism of starch occurs during fermentation and that sun drying plays a key role in the breadmaking properties However the nature 169 1138 PM Alvarado et ai Carbohydrate Polymers 98 2013 1137 1146 of the changes are not fully elucidated Dufour Brabet Zakhia amp Chuzel 1995 Two hypotheses have been suggested to explain the link between starch degradation and breadmaking ability firstly at molecular level free radical formation results in starch oxida tion and depolymerisation Bertolini Mestres amp Colonna 2000 Bertolini Mestres Raffi et al 2001 Demiate Dupuy Huvenne Cereda amp Wosiacki 2000 Guerra Dias et al 2011 Vatanasuchart Naivikul Charoenrein amp Sriroth 2005 or secondly at supramolec ular level the structure of the starch granules is altered and results in modified gelatinization behavior Camargo Colonna Buleon amp Richard Molard 1988 Gomes Mendes da Silva amp Ricardo 2005 Onitilo Sanni Oyewole amp Maziya Dixon 2007 In addition few publications explored the influence of
161. ement Thomas amp Atwell 1988 Wu amp Sarko 1978a 1978b B 1 Figure 16 L arrangement cristallin des types A et B Imberty Bul on Tran amp P rez 1991 Imberty et al 1988 Imberty amp P rez 1988 1 repr sentation tridimensionnelle selon l axe de fibre 2 projection de la structure dans le plan a b Les liaisons hydrog ne engageant les mol cules d eau sont repr sent es en pointill s Protocole Les mesures par diffraction des rayons X DRX ont t effectu es selon le m me protocole que P rez ef al 2010 sur les amidons de manioc Afin d ajuster leur teneur en eau les chantillons ont t conditionn s sous une humidit relative de 90 BaCl pendant 20 jours sous vide partiel Les teneurs en eau sont de l ordre de 20 Les chantillons 20 mg ont ensuite t scell s entre deux feuilles de ruban adh sif pour viter toute modification significative de la teneur en eau durant la mesure Les spectres de diffraction ont t enregistr s avec un spectrom tre BRUKER Karlsruhe Allemagne D8 Discover La radiation X Cu Ka1 ACu Ka 1 5405 A produite dans un tube scell a 40 kV et 40 mA a t s lectionn e en utilisant une optique primaire constitu e de miroirs crois s Le faisceau ainsi produit est collimat la taille de 500 um de diam tre Un d tecteur bidimensionnel GADDS recueille le faisceau incident mis par l chantillon durant un temps d enregistrement de 6
162. entes dans ces chantillons soit que ces diff rences sont faibles et n ont pas pu tre d tect es avec les techniques utilis es La section suivante pr sente les propri t s fonctionnelles des amidons natifs et modifi s et met en vidence comment certaines propri t s physico chimiques peuvent influencer les propri t s fonctionnelles 118 4 2 Caract risation fonctionnelle des amidons de manioc natifs et ferment s s ch s au soleil 4 2 1 Capacit de panification Objectif L objectif est de quantifier la capacit de panification des recettes utilisant ou non des lipides ainsi que de d terminer l influence des traitements NO NS FO et FS du g notype et du lieu de culture sur ce param tre 4 2 1 1 Formulation avec du HPMC et sans lipides La panification a t faite avec 13 chantillons soumis NO NS FO et FS La tendance g n rale de la capacit de panification est NO lt NS lt FO lt FS Tableau 24 Tableau 24 Capacit de panification des amidons natifs ferment s et ou s ch s au soleil dans une formulation avec HPMC sans lipides G notype Capacit de panification mL g Traitements 7 NO NS 7 FO FS Plaine HMC 1 0 41 0 35 1 05 0 09 283071 7 37 1 61 CM6438 14 0 24 0 02 1 53 0 07 3 22 0 10 10 95 0 91 CM4574 7 0 12 0 06 1 50 0 40 2 81 0 04 7 72 0 40 Altitude CM7436 7 5 72 0 17 6 99 0 38 7 60 0 58 16 4
163. eon amp Richard Molard 1988 Gomes Mendes da Silva amp Ricardo 2005 Onitilo Sanni Oyewole amp Maziya Dixon 2007 2 2 1 1 Influence de la fermentation naturelle et du s chage au soleil sur la structure de l amidon de manioc 2 2 1 1 1 Structure mol culaire Plusieurs travaux confirment une d gradation mol culaire de l amidon de manioc apr s fermentation et ou s chage solaire La diminution de la viscosit intrins que et 25 l augmentation de la teneur en groupements carbonyle et ou carboxyle sont souvent interpr t es comme des cons quences de la fermentation Un effet synergique des traitements fermentation irradiation UV est mis en vidence par une r duction plus importante de la viscosit intrins que compar e celle des traitements non combin s Bertolini Mestres Colonna amp Raffi 2001 Bertolini et a 2000 Bertolini Mestres Raffi et al 2001 Marcon et al 2009 Mestres amp Rouau 1997 Tableau 8 L augmentation des groupements carboxyle de l amidon de manioc apr s les traitements de fermentation seule Putri Haryadi Marseno amp Cahyanto 2012 et fermentation et s chage solaire da Silva et al 2006 est constat e Guerra Dias et al 2011 constatent une augmentation de la teneur en groupements carbonyle et carboxyle des amidons de manioc ferment s lors du traitement de s chage solaire Tableau 8 2 2 1 1 2 Structure semi cristalline Des tudes de diffract
164. ernes des granules des g notypes de plaine Cette hypoth se introduite pour interpr ter les r sultats de granulom trie viscosit intrins que et RVA se trouve donc soit r fut e soit non confirm e par les donn es structurales disponibles dans le cas o les changements sont trop faibles pour tre d tect s avec les m thodes utilis es N anmoins la capacit de panification de l amidon aigre semble d termin e la fois l chelle mol culaire et l chelle supra mol culaire structure du granule d amidon Pour de futures tudes les ph nom nes intervenant ces deux chelles doivent donc tre pris en compte pour arriver une description compl te de la panification de l amidon aigre 143 V CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES 144 Conclusions et perspectives En Am rique du Sud une alternative traditionnelle a la farine de bl est l amidon de manioc aigre lequel offre une excellente capacit de panification Cereda 1973 et Westby amp Cereda 1994 au Br sil et Cardenas amp De Buckle 1980 et Zakhia Dufour Chuzel amp Griffon 1996 en Colombie Ce produit est utilis localement pour la fabrication de produits de boulangerie et patisserie Par ailleurs ce type d amidon modifi par fermentation et irradiation UV peut tre utilis comme adjuvant dans la production de pain ou comme le principal ingr dient dans la fabrication de produits sans gluten Cependant le processus d obtention de l a
165. es lev es plus la profondeur de p n tration sera importante Enfin il est noter que certaines diff rences mineures en termes de positions et d intensit de bandes d absorption peuvent tre observ es entre les spectres IR obtenus avec la m thode en transmission et celle en r flexion totale att nu e Principe La spectroscopie infrarouge en r flexion totale att nu e ATR FTIR coupl e avec des proc dures de d compositions spectrales a t utilis e pour tudier la structure des r gions externes des granules d amidon Schulz amp Baranska 2009 Sevenou Hill Farhat et al 2002 Cette technique donne des informations sur l organisation de la structure des chaines polym res proximit de la surface des granules d amidon puisque la profondeur de p n tration du faisceau infrarouge est dans ce cas de l ordre de 2 pm Ceci implique que les spectres infrarouges sont repr sentatifs d une information globale l chelle du micron relative l organisation des anneaux de croissance repr sentant l alternance entre les lamelles semi cristallines et amorphes de la partie externe du granule Sevenou Hill Farhat et al 2002 De r cents travaux ont t publi s en vue de trouver un lien entre la capacit de panification et les spectres en moyen infrarouge de l amidon de manioc parmi eux nous soulignons les suivants Grosmaire Reynes amp Sabatier 2013 qui ont travaill avec les chantillons de l
166. es au traitement FS 93 4 1 1 3 Spectrophotom trie UV Objectifs D terminer les bandes de r flectance UV des chantillons analys s et relier ces bandes aux nergies des liaisons V rifier si ces nergies correspondent des compos s qui auraient t modifi s par des ph nom nes d oxydation Constater s il existe une influence des traitements sur les diff rents g notypes du manioc Analyse des R sultats 13 g notypes soumis 3 traitements diff rents NO FO et FS ont t analys s en r flectance UV En g n ral les spectres de r flectance diffuse des amidons montrent des bandes d absorption 226 nm bande 1 262 nm bande II et une derni re de faible intensit entre 359 367 nm bande Ill Figure 42 et Tableau 17 Les spectres des chantillons tudi s sont similaires ceux obtenus par Bertolini ef al 2001 qui ont mis en vidence des bandes 210 260 290 et 350 nm SM7591 5 Cumbre 3 S 85 75 x Cumbre 3 NO 65 a gt g Cumbre 3 FS SM7591 5 NO 55 Cumbre 3 FO 2 SM7591 5 FS gs Pic 1 230 nm gs ON FO x Pic 1 228 nm Pic 2 266 nm amp 35 Pic 2 262 nm z Pic 3 374 nm gt Pic 3 374 nm 15 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 15 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 Longueur d onde nm Longueur d onde nm Figure 42 Spectres UV visible de r flectance diffuse de deux chantillons d amidon de
167. es could be reduced throughout the granules due to depolymerisation resulting in lower intrinsic viscosity In addition an important genotype effect on intrinsic viscosity was observed regardless of the treatments Table 6 Cluster anal yses not shown confirmed that low medium and high viscosity groups of cassava genotypes could be identified within each treat ment NO NS FO FS However no correlation was found between breadmaking ability and intrinsic viscosity data 4 Conclusion The influence of genotypes altitude of cultivation and post harvest treatments fermentation and sun drying on the breadmaking ability of 13 cassava starches from Colombia was analyzed Post harvest treatments were prevailing factors in improving breadmaking ability while the genotype factor had a smaller influence Among post harvest treatments fermentation had a more pronounced effect than sun drying in particular on starch granule structure as evidenced by granule size analysis and RVA parameters such as PV1 and PV2 The combination of both treatments was nevertheless necessary to obtain the highest dough expansion These results confirm several previous studies Bertolini et al 2000 Bertolini Mestres Lourdin et al 2001 Marcon et al 2009 Mestres et al 1997 Guerra Dias et al 2011 which showed that fermentation and sun drying cause oxidative depolymeriza tion and decrease RVA and intrinsic viscosities and consequently increase loaf e
168. es diff rentes couleurs correspondent aux chantillons regroup s par lieux g ographiques et traitements post r colte esssceeceeeeeeeeeees 135 Figure 67 Volume de pores en fonction de leurs diam tres 0 001 1000 um du g notype Cumbre 3 soumis deux traitements NO et FO seen 139 Figure 68 Volume de pores en fonction de leurs diam tres 0 001 1 um du g notype Cumbre 3 soumis deux traitements NO et FO nine 139 Figure 69 Cin tiques d hydrolyse 37 C par l a amylase pancr atique de 7 g notypes d amidon de manioc a HMC 1 b CM4574 7 c Tambo 4 d Cumbre 3 e CM7436 7 f SM707 17 et g SM1058 13 soumis 3 traitements NO non ferment s ch au four en bleu FO ferment s ch au four en vert et FS ferment s ch au soleil en orange L amidon de pomme de terre correspond au t moin en magenta seen 141 Liste des Tableaux Tableau 1 Principaux pays exportateurs d amidon de manioc en 2010 sssssssssssssunuununununnunonnnunnunnunennnunnnunnnnnnnn 3 Tableau 2 Propri t s de l amylose des amidons de diff rentes origines botaniques 10 Tableau 3 Propri t s de l amylopectine des principaux AMICONS iii 12 Tableau 4 Cristallinit relative de diff rents amidons d termin e par hydrolyse acide diffraction aux rayons X DRX et r sonance magn tique nucl aire RMNC RS EE EE TE NT SR ES 18 Tableau 5 Caract ristiques des granules d amidon de diff rentes origines bota
169. es entre colonnes en p lt 0 05 Fisher AC Les lettres majuscules indiquent des diff rences significatives entre rang es en p lt 0 05 Fisher Les carts types sont indiqu s entre parenth ses Lorsque l on consid re la moyenne g n rale de tous les g notypes Tableau 25 le traitement de fermentation FO n am liore pas la capacit de panification par rapport au traitement NO Des r sultats similaires ont t pr sent s par Demiate et al 2000 o 123 aucune diff rence n a t trouv e entre les amidons de manioc natifs et les amidons trait s par 1 d acide lactique pendant 4 heures Le traitement d irradiation solaire seul NS am liore la panification de 36 6 par rapport NO FS O iiil h a P Y 2 x 2 A A 2 D S D S b e aN S oN A D N J A D FP dE ES Ww EE A x x S gs amp A XS SX A ey 1 Capacit de panification mL g O KR ON BB U1 OO _ J 0 OO 1 Figure 59 Capacit de panification de 13 g notypes FS ferment s et s ch s au soleil la Rallanderia Quel que soit le traitement les vari t s d altitude ont des capacit s de panification significativement plus lev es que celles de plaine Tableau 25 respectivement 16 8 18 9 30 2 et 19 1 plus lev es pour les traitements NO FO NS et FS Par ailleurs seul le traitement FS am liore la capacit de panification des vari t s de plaine en moyenne de
170. es levures Les m canismes de la panification de l amidon aigre sont d velopp s en section 2 3 3 L amidon aigre de manioc est utilis pour la pr paration de produits panifi s traditionnels en Am rique latine notamment au Br sil et en Colombie Au Br sil le polvilho azedo est utilis dans la production de produits panifi s comme par exemple des biscuits expans s sal s et roul s au fromage Aplevicz amp Demiate 2007 Camargo et al 1988 Cardenas amp de Buckle 1980 Demiate et al 2000 Marcon et al 2007 Nakamura amp Park 1975 Plata Oviedo amp Camargo 1998 Westby amp Cereda 1994 Ces produits sont traditionnellement utilis s pour leurs qualit s sensorielles et leur go t caract ristique D apr s Cereda 1983 deux produits classiques sont obtenus partir du polvilho azedo le pao de queijo et le biscoito de polvilho Le pao de queijo est un produit caract ris par une mie lastique une structure alv olaire et des ar mes caract ristiques de la fermentation lactique Ce produit est labor partir de la cuisson d une p te d amidon aigre de f cule de manioc de fromage d ufs de sel et d eau Le biscoito de polvilho est un biscuit croustillant de structure alv olaire poreuse et rigide Ce produit r sulte de la cuisson d une p te constitu e d amidon aigre d eau et de sel En Colombie deux produits sont labor s a partir de l almidon agrio le pandebono et l
171. es of cassava starch Journal of the Science of Food 161 and Agriculture 77 1 103 108 doi DOI 10 1002 SICI 1097 0010 199805 77 1 lt 103 AID JSFA10 gt 3 0 C0 2 2 Plummer J G 2001 Caract risation des polym res par microscopie lectronique In Techniques de l ing nieur Plastochimie et analyse physico chimique p 11 Paris Techniques de l ing nieur Putri W D R Haryadi D W amp Marseno and Cahyanto M N 2011 Effect of biodegradation by Lactic Acid Bacteria on physical properties of cassava starch International Food Research Journal 18 3 1149 1154 Putri W D R Haryadi Marseno D W amp Cahyanto M N 2012 Role of lactic acid bacteria on structural and physicochemical properties of sour cassava starch APCBEE Procedia 2 104 109 doi http dx doi org 10 1016 j apcbee 2012 06 019 Putseys J A Lamberts L amp Delcour J A 2010 Amylose inclusion complexes Formation identity and physico chemical properties Journal of Cereal Science 51 3 238 247 doi http dx doi org 10 1016 j jcs 2010 01 011 Ramesh M Mitchell J R Jumel K amp Harding S E 1999 Amylose Content of Rice Starch Starch Starke 51 8 9 311 313 doi 10 1002 SICI 1521 379X 199909 51 8 9 lt 311 AID STAR311 gt 3 0 C0 2 E Ramirez Asheri D P amp Vilela E R 1995 Alteracoes do polvilho de mandioca pela fermentacao no fabrico de biscoitos Pesquisa Agropecuaria Brasileira 30 2 269 279 Ra
172. es sont les suivantes 2 0 1 7 1 4 1 1 et 0 8 mg d amidon mL Les mesures ont t r alis es avec un viscosim tre Ubbelohde tube en U taille 2 mL Shott Ger te GmbH Hofheim Allemagne maintenu dans un bain thermostat 35 C cf Figure 28 Pour chaque dilution apr s une p riode de 10 min d quilibration thermique le temps d coulement de la solution dans le viscosim tre a t enregistr trois fois Des tests pr liminaires ont montr une bonne r p tabilit de la mesure des temps d coulement Thermom tre contact Vertex Alimentation lectrique Moteur Commande Circuit de R gulation refroidissement Thermom tre See i PS i Viscosim tre Agitateur Fluide tudier Bain thermostatique Figure 28 Viscosim tre Ubbelohde pour la mesure de la viscosit intrins que Les viscosit s r duite 74 et inh rente nmn ont t calcul es comme suit pour chaque dilution Harding 1997 Mrea t to 1 C 13 Minn In t to C 14 Ou t temps d coulement de la solution s to temps d coulement du KOH 0 33 mol L s C concentration de la solution mg mL Les quations utilisent tto au lieu de n n car les temps d coulement de la solution et du solvant que l on mesure sont proportionnels leurs viscosit s La viscosit r duite repr sente le rapport de la viscosit relative sur la concentration de la solution de l amidon La
173. et CaCl 0 25 mM ont t pr par s ainsi qu une solution de PPA SIGMA P7545 1mg mL dans du TpW L activit sp cifique de cette enzyme est 0 27 ukat g 25 C Le NaN 0 02 est un antibact rien le CaCl 0 25 mM se lie l enzyme ce qui lui permet de conserver sa structure et donc d avoir une activit optimale et le NaCl 2 mM permet de conserver un environnement physiologique salin La concentration exacte C de la solution de PPA a t v rifi e par spectrophotom trie la longueur d onde de 280 nm les calculs ont t effectu s de la mani re suivante _ DO exl C 21 Ou longueur de la cuve 1 cm C concentration de la solution de PPA mg L coefficient d extinction sp cifique 2 5 L mg cm DO densit optique Sachant que la masse exacte m de PPA pure utiliser pour chaque r action d hydrolyse est 0 2 mg le volume exact v de la solution d enzyme utiliser a t calcul comme suit v m C La r action d hydrolyse est effectu e dans les conditions suivantes 40 mg d amidon base s che dispers dans 40 mL de tampon TpW en pr sence de 0 2 mg de pancr atine Initialement amidon est dispers dans un volume V de TpW gal a V 40 v avec Vet v exprim s en mL Cette dispersion est introduite dans des tubes a centrifugeuse de 50 mL homog n is e par vortex et quilibr e sous agitation horizontale dans un bain thermostat a 37 C pendant 10 m
174. et l orientation des lamelles r guli re L organisation radiale des macromol cules et l augmentation du d sordre vers le hile du granule ont t confirm es pour les amidons de mais par l observation en microscopie par force atomique MFA de coupes de granules Baker Miles amp Helbert 2001 La fa on dont les lamelles sont organis es dans le granule est encore un sujet de recherche Gallant Bouchet amp Baldwin 1997 proposent un mod le o les lamelles seraient organis es au sein de blocs sph riques blocklets ayant un diam tre variant de 20 a 500 nm selon l origine botanique et leur localisation dans le granule d amidon Figure 5 La formation de ces blocs aurait lieu lorsque les anneaux de croissance se cassent sous l effet du gonflement des canaux radiaux Ce concept a t d velopp partir d observations par microscopie lectronique a balayage MEB microscopie lectronique en transmission MET et microscopie force atomique MFA Baker et al 2001 montrent par MFA que les blocs auraient une taille de 400 500 nm dans l amidon natif de mais et de 10 30 nm pour des granules partiellement lintn ris s trait s l acide Lintner 1886 L analyse enzymatique et la mod lisation mol culaire montrent que les points de branchements ne sont pas distribu s de mani re al atoire dans le granule Lors d une hydrolyse enzymatique les granules ne sont pas d grad s uniquement au niveau des
175. eures Westby amp Cereda 1994 Zakhia et al 1996 Cependant ces traitements restant encore empiriques le pouvoir de panification de l amidon aigre demeure d une qualit tr s irr guli re sur le march Dufour et al 1995 et souvent impr visible Dufour Larsonneur Alarcon Morante Brabet amp Chuzel 1996 Localement l amidon est essentiellement utilis pour la production de pain et p tisseries Par ailleurs ce produit peut tre utilis comme adjuvant en panification ou comme ingr dient principal pour la production de pains sans gluten Par cons quent une meilleure compr hension des m canismes traduisant la capacit de panification de l amidon aigre est essentielle Des travaux importants ont t effectu s en ce sens Bertolini Mestres Lourdin et al 2001 Camargo Colonna Buleon amp Richard Molard 1988 Demiate et al 2000 Dufour et al 1995 Gomes Mendes da Silva amp Ricardo 2005 Marcon et al 2009 Mestres amp Rouau 1997 Plata Oviedo amp Camargo 1998 La plupart des tudes ont port sur les effets des traitements de fermentation et s chage au soleil sur le comportement en panification de l amidon aigre ainsi que certaines propri t s physicochimiques telles que le pH la solubilit le volume sp cifique le degr de polym risation par des mesures de viscosit intrins que Marcon et al 2009 le degr d oxydation de l amidon par des mesures de teneurs en carbonyle et ca
176. eurs sont dans la gamme 1 51 1 61 g mL et 1 56 1 61 g mL respectivement en accord Juszczak Fortuna amp Wodnicka 2002 qui ont estim la densit d amidons natifs de manioc entre 1 49 g mL et 1 52 g mL Aucune diff rence significative de densit particulaire moyenne n a t identifi e entre les g notypes soumis aux traitements NO et FO Par cons quent les analyses de densit particulaire r alis es au pycnom tre h lium ne permettent pas de confirmer l hypoth se d une sensibilit la fermentation diff rente entre g notypes de plaine et d altitude Cette observation permet de conclure que la fermentation n a pas cr de porosit occluse mesurable par cette technique Par contre cette technique ne permet pas de mesurer d ventuelles d gradations de surface qui auraient pu tre provoqu es par la fermentation et auraient conduit la cr ation de pores ouverts Afin de d terminer la distribution de diam tre des pores ouverts des mesures de porosit l aide d un porosim tre au mercure ont t envisag es Cette m thode pourrait mettre en vidence des diff rences entre les chantillons ferment s et non ferment s 4 3 1 2 Porosit au mercure L analyse de porosit au mercure mesure la distribution de taille des pores ouverts accessibles au mercure Un g notype d altitude pr sentant une bonne panification Cumbre 3 a t s lectionn pour r aliser une mesure pr liminaire
177. evanche seraient d polym ris es dans l ensemble de la structure du granule avec comme cons quence une diminution du poids mol culaire am liorant ainsi la panification par une d sagr gation plus compl te des granules lors de la g latinisation et une meilleure formation de film autour des bulles de vapeur en expansion dans la p te 2 Travaux compl mentaires pour confirmer l effet de la fermentation sur la structure du granule d amidon Les analyses de digestibilit enzymatique de la porosit et de microscopie lectronique effectu es sur les chantillons tudi s n ont pas permis de confirmer l effet de la fermentation sur la structure du granule d amidon Ainsi 1 Les analyses de porosit l h lium et au mercure effectu es sur quelques chantillons ne montrent pas de modification de la porosit des granules d amidon 2 Les observations par MEB et EMEB des chantillons analys s n ont pas montr de d gradations sur la surface des granules lors de la fermentation 3 Les exp riences de digestibilit enzymatique r alis es sur certains chantillons n ont pas d montr que le granule d amidon est plus sensible l attaque par a amylase apr s fermentation On peut donc supposer soit que la fermentation n a pas d effet sur la structure du granule soit que la d gradation de l amidon due la fermentation est trop faible pour tre d tect e par les techniques utilis es Par exemple des t
178. ferment s et ou s ch s au soleil dans une formulation boulang re avec lipides G notype Capacit de panification mL g Traitements NO NS 7 FO FS Plaine HMC 1 1 40 0 03 1 93 0 08 1 40 0 05 3 57 0 23 C CM6438 14 1 71 0 04 1 76 0 05 1 55 0 05 4 02 0 35 CM4574 7 1 85 0 05 1 92 0 05 2 19 0 13 6 59 0 81 Altitude CM7436 7 1 92 0 05 2 65 0 10 2 07 0 04 4 37 0 69 CM7438 14 1 94 0 06 2 2 11 0 04 2 40 0 07 4 47 0 43 SM1498 4a 1 82 0 03 2 26 0 07 1 94 0 04 5 99 0 68 CM7138 7 1 96 0 06 3 72 0 07 2 15 0 05 6 17 0 39 SM7591 5 1 45 0 09 2 40 0 05 3 05 0 17 Cumbre 3 2 21 0 13 3 39 0 15 2 30 0 15 8 58 0 79 SM707 17 1 87 0 05 2 30 0 06 2 27 0 07 7 49 0 44 9 SM1495 5 2 12 0 07 2 79 0 08 2 51 0 17 7 57 1 38 9 SM1058 13 1 88 0 02 2 55 0 07 2 19 0 09 5 29 0 48 Tambo 4 2 11 0 07 2 68 0 08 2 54 0 07 7 92 0 68 9 Plaine 1 59 0 21 1 87 0 10 1 76 0 38 4 99 1 51 Altitude 1 91 0 24 2 68 0 49 2 17 0 34 6 17 1 88 Tous les g notypes 1 83 0 27 2 50 0 55 2 07 0 39 5 87 1 86 Z Traitements NO non ferment s ch au four NS non ferment s ch au soleil FO ferment s ch au four FS ferment s ch au soleil Les lettres minuscules indiquent des diff rences significativ
179. ffa Y N amp Karim A A 2012 Hydrolysis of native and heat treated starches at sub gelatinization temperature using granular starch hydrolyzing enzyme Applied Biochemistry and Biotechnology 166 5 1167 1182 LA English doi 10 1007 s12010 011 9502 x 165 Uthumporn U Zaidul I S M amp Karim A A 2010 Hydrolysis of granular starch at sub gelatinization temperature using a mixture of amylolytic enzymes Food and Bioproducts Processing 88 1 47 54 doi http dx doi org 10 1016 j fbp 2009 10 001 Uzomah A amp Ibe C 2011 The functional properties pasting and baking behaviour of chemically modified sour cassava starches African Journal of Food Science 5 12 686 694 Valetudie J C Colonna P Bouchet B amp Gallant D J 1993 Hydrolysis of tropical tuber starches by bacterial and pancreatic a amylases Starch St rke 45 8 270 276 doi DOI 10 1002 star 19930450805 Valetudie J C Guadeloupe L Colonna P Bouchet B amp Gallant D J 1995 Gelatinization of sweet potato tania and yam tuber starches Starch St rke 47 8 298 306 doi 10 1002 star 19950470804 Van Soest J J G Tournois H De Wit D amp Vliegenthart J F G 1995 Short range structure in partially crystalline potato starch determined with attenuated total reflectance fourier transform ir spectroscopy Carbohydrate research 279 201 214 doi http dx doi org 10 1016 0008 6215 95 00270 7 Vanhamel
180. forte diminution pour les g notypes d altitude 55 pour FS par rapport NO Ces diminutions de SB et RSB s expliquent d une part par la baisse g n rale de viscosit tout au long du profil RVA apr s les traitements de fermentation et d autre part dans le cas des chantillons FS par une moindre r trogradation de l amylose peut tre due son hydrolyse partielle ce qui limiterait l augmentation de la viscosit lors du refroidissement La viscosit finale FV est le param tre le plus commun ment utilis pour analyser un chantillon d amidon et renseigne sur la capacit d un mat riel g lifier apr s cuisson Onitilo et al 2007 Osungbaro et al 2012 La FV a diminu de 37 8 et 64 5 apr s les traitements de fermentation FO et FS par rapport NO La m me tendance est suivie pour les g notypes de plaine et d altitude avec une diminution de ce param tre apr s FO et FS de 36 8 et 58 9 et de 38 1 et 66 1 respectivement par rapport NO Il y n a pas eu de diff rences significatives entre plaine et altitude par cons quent le lieu de culture n est pas un facteur d terminant pour la viscosit finale La capacit de cuisson CA a diminu apr s les traitements de fermentation FO et FS respectivement de 8 2 et 28 9 par rapport NO Ceci traduit la fusion des deux pics de viscosit PV1 et PV2 apr s traitement de fermentation qui r duit le temps pour atteindre le pic de viscosit PV2 et r duit do
181. from en ee meson acpi rm and functional characteristics of cassava starch in Ugandan varieties progenies Journal of Plant Breeding and Crop Science 1 1 11 Nwokocha L M Aviara N A Senan C amp Williams P A 2009 A compar ative study of some properties of cassava Manihot esculenta Crantz and cocoyam Colocasia esculenta Linn starches Carbohydrate Polymers 763 362 367 oe rn pl ae apr ardent uen 10 3 607 620 Putri W D R Karyadi D W Marseno amp Cahyanto M N 2011 Effect of biodegradation by lactic acid bacteria on physical of cassava starch International Food Research Journal 1 amp 3 1149 1154 Rolland Sabat A Sanchez T Bul on A Colonna P Ceballos H Zhao et al 2013 Molecular and supra molecular structure of waxy starches devel oped from cassava Manihot esculenta Crantz Carbohydrate Polymers 92 2 1451 1462 S nchez T Mafla G Morante N Ceballos H Dufour D Calle F et al 2009 Screening of starch traits in cassava Manihot esculenta Crantz Starch Star ke 61 5 310 Erratum Starchy Starke 61 310 2009 Shirai M A Haas A Ferreira G F Matsuguma L S Franco C M L amp Demiatte I M 2007 Caracteristicas fssco quimicas e utiliza o em alimentos Ge amicos D eee RER RS Sokal R R amp Michener C D 1958 A statistical method for evaluat 14091438 i ahia i gt Sriroth
182. gawa C Rabachini amp Jane J L 2010 Effect of lactic acid and UV irradiation on the cas sava and corn starches Brazilian Archives of Biology and Technology 53 443 454 Garcia V Colonna P ee ek eee eee cassava starch granules after heating at intermediate water contents Sarch Sta ke 49 5 171 179 Gomes A M M Mendes da Silva C E amp Ricardo N M P S 2005 Effects of anneal ing on the physicochemical properties of fermented cassava starch potvilho eg gg bag GX 1 1 6 Guerra Dias A R Zavareze E d R Elias M C Helbig E da Silva D O amp Ciacco C F TRE ONNEN SMS OOE nie or teenage ory cassava starch oxidised with sodium hypochlorite Car Dohydrate Potymers 84 1 268 275 Hailemariam L Okos M amp Campanella O 2007 A mathematical model for the isothermal growth of bubbles in wheat dough Journal of Food Engineering 82 466 477 Harding S E 1997 The intrinsic viscosity of biological macromolecules Progress in measurement interpretation and application to structure in dilute solution Progress in Biophysics and Molecular Biology G amp 2 3 56 Huang Z Q Lu J P Li X H amp Tong Z F 2007 Effect of mechanical activation on physico chemical properties and structure qf cassava starch Vol 68 Kidlington England Elsevier Jinapong N Suphantharika M amp Jamnong P 2008 Production of instant soymilk powders by ultrafiltration spray drying
183. h Stdrke 23 1 8 11 doi 10 1002 star 19710230104 Sujka M amp Jamroz J 2007 Starch granule porosity and its changes by means of amylolysis International agrophysics 21 1 107 113 Susuki A Takeda Y amp Hizukuri S 1985 Relationship between the molecular structures and retrogradation of tapioca potato and kuzu starches J Jap Soc Starch Sci 32 205 212 Swinkels J J M 1985 Composition and properties of commercial native starches Starch Stdrke 37 1 1 5 doi 10 1002 star 19850370102 164 Szymonska J Krok F Komorowska Czepirska E amp Rebilas K 2003 Modification of granular potato starch by multiple deep freezing and thawing Carbohydrate Polymers 52 1 1 10 doi http dx doi org 10 1016 S0144 8617 02 00263 1 Takeda Y Hizukuri S amp Juliano B O 1987 Structures of rice amylopectins with low and high affinities for iodine Carbohydrate Research 168 1 79 88 doi http dx doi org 10 1016 0008 6215 87 80008 3 Takeda Y Hizukuri S Takeda C amp Suzuki A 1987 Structures of branched molecules of amyloses of various origins and molar fractions of branched and unbranched molecules Carbohydrate Research 165 1 139 145 doi http dx doi org 10 1016 0008 6215 87 80089 7 Takeda Y Maruta N Hizukuri S amp Juliano B O 1989 Structures of indica rice starches IR48 and IR64 having intermediate affinities for iodine Carbohydrate Research 187 2
184. h se que leur sensibilit l hydrolyse ou digestiblit enzymatique augmente apr s fermentation du fait de la diffusion plus facile des enzymes vers les parties internes des granules Des exp riences de digestibilit enzymatique ont t conduites pour v rifier cette hypoth se et pour v rifier si la vari t d amidon influe sur la sensibilit l hydrolyse enzymatique Principe La digestion enzymatique provoque l hydrolyse de l amidon sous l action d enzymes amylolytiques aboutissant des produits de poids mol culaire r duit par rapport aux mol cules d amidon natives Miyazaki et al 2006 Les enzymes amylolytiques agissent selon deux m canismes diff rents sur le granule d amidon i par exocorrosion les enzymes se positionnent sur la surface du granule d gradant ainsi sa partie externe et ii par endocorrosion les enzymes p n trent le granule par de petits pores puis corrodent sa partie interne Gallant Derrien Aumaitre amp Guilbot 1973 Gallant Mercier amp Guilbot 1972 Oates 1997 Une des plus importantes enzymes amylolytiques est I a amylase Sujka amp Jamroz 2007 L a amylase 1 4 a D glucan glucanohydrolase EC3 2 1 1 catalyse I hydrolyse endo corrosion des liaisons a 1 4 D glucosidique Les points de branchement qui contiennent les liaisons a 1 6 D glucosidique ne sont pas concern s par cette attaque Bryjak 1999 Hoover amp Zhou 2003 L a amylase pancr atique
185. he altitude of origin of cassava genotypes was observed to affect the fermentation process different sensitivities to fermentation were found between granules of lowland and highland exocorrosion and endocorrosion respectively Highland genotypes showed a better breadmaking ability Other influencing factor related to genotype was the amylose content measured by DSC it negatively influenced the expansion of the dough probably due to the formation of amylose lipid complex As a conclusion the combination of cassava genotypes mainly amylose content and post harvest treatment is key for expansion ability of sour starch This knowledge is a first essential step to provide quality standards for sour starch targeted particularly for use in gluten free products Keywords sour starch breadmaking ability fermentation UV irradiation gluten free UMR QualiSud CIRAD TA B95 16 73 rue Jean Fran ois BRETON 34398 Montpellier Cedex 5 179
186. hen cooled for 20 min under ambient conditions The weights and volumes of the breads were measured with a scale and a pycnometer using cauliflower seeds and averages of the 12 replications 1 replication 1 ring were calculated Breadmaking ability or bread expansion was charac terized as the ratio bread volume bread weight ml g 24 Gelatinization temperature and amylose content The methodology reported by Mestres and Rouau 1997 was used DSC analyses were performed on a Perkin Elmer DSC 7 device Perkin Elmer Norwalk VA using sealed stainless steel pans The sample pan 10 11 mg of starch and 50 pl of lyso phospholipid Sigma 2 w v in water and the reference pan empty were heated from 25 to 160 C at 10 Cmin held at 160 C for 2min and then cooled to 60 C at 10 C min The temperatures of gela tinization To Tp and Te and enthalpies AH of each sample were determined on the thermograms The gelatinization tem perature range AT was calculated as Te To as described by Cavallini and Franco 2010 Amylose content was also measured from the energy of amylose lysophospholipid complex formation The analyses were performed in duplicate and mean values were calculated 25 Granular ste Starch granules average diameter was determined from the size distribution evaluated by laser diffraction Malvern Mas tersizer 2000E Malvern Worcestershire UK The sample was suspended in distilled water and pre treated b
187. i A 1981 Multi branched nature of amylose and the action of debranching enzymes Carbohydrate Research 94 2 205 213 doi http dx doi org 10 1016 S0008 6215 00 80718 1 Hoover R 2001 Composition molecular structure and physicochemical properties of tuber and root starches a _ review Carbohydrate Polymers 45 3 253 267 doi http dx doi org 10 1016 S0144 8617 00 00260 5 Hoover R amp Zhou Y 2003 In vitro and in vivo hydrolysis of legume starches by a amylase and resistant starch formation in legumes a review Carbohydrate Polymers 54 4 401 417 doi http dx doi org 10 1016 S0144 8617 03 00180 2 Hoseney R C 1992 Physical chemistry of bread dough In H G Schwartzberg amp R W Hartel Eds Physical Chemistry of Foods pp 443 457 New York USA Marcel Dekker Inc Hoseney R C amp Seib P A 1978 Bread From grain to table Cereal Foods World 23 262 Huang Z Q Lu J P Li X H amp Tong Z F 2007 Effect of mechanical activation on physico chemical properties and structure of cassava starch Carbohydrate polymers 68 1 128 135 doi http dx doi org 10 1016 j carbpol 2006 07 017 Huber K C amp BeMiller J N 2000 Channels of maize and sorghum starch granules Carbohydrate Polymers 41 3 269 276 doi http dx doi org 10 1016 S0144 8617 99 00145 9 Imberty A Bul on A Tran V amp P erez S 1991 Recent advances in knowledge of starch structure Starch
188. i t s thermom caniques de la p te affectant le comportement rh ologique et l expansion de la p te Finalement la perm abilit de la pate d pend des conditions des pertes d eau du r seau de la mie qui contr lent la fin de l expansion Bertolini Mestres Lourdin et al 2001 Les facteurs physico chimiques influant sur la panification de l amidon aigre incluent la r duction du poids mol culaire de l amidon le degr d oxydation formation de groupements carbonyles et carboxyles la quantit d acides organiques form s pendant la fermentation etc Demiate et al 2000 Marcon et al 2009 Mestres et al 2000 Mestres amp Rouau 1997 Plata Oviedo amp Camargo 1998 Ramirez Asheri amp Vilela 1995 Ces travaux indiquent qu une d gradation partielle de l amidon oxydation r duction du poids 36 mol culaire est n cessaire pour obtenir la propri t de panification On peut galement noter que l amidon natif de manioc ne panifie pas ou peu Figure 10 Cependant un seuil optimum de d gradation semble exister au del duquel la capacit panifier diminue nouveau Camargo et al 1988 Dans l amidon non ferment les bulles de gaz s chappent amp Amidon l Eau _ gt C gt _ gt Dans l amidon aigre les bulles de gaz sont retenues Fromage ED M lange Fa onnage Cuisson Figure 10 Le m canisme d expansion pr sum de la pate de pandebono lors de la cuisson
189. i que les propri t s fonctionnelles de l amidon de manioc sont modifi es par fermentation et exposition la lumi re le potentiel de panification est augment tandis que la viscosit de la dispersion d amidon chaud est diminu e viscosit RVA Cependant la base physico chimique de cette modification n est pas encore clairement tablie Mestres amp Rouau 1997 La diminution de la viscosit de l empois d amidon aigre ainsi que l augmentation du pH pourraient tre les cons quences d une modification chimique pendant le traitement Les modifications oxydatives comme la d polym risation des mol cules d amidon de manioc li es l action conjointe de la fermentation et du s chage au soleil peuvent tre suppos es Mestres amp Rouau 1997 2 2 2 Les propri t s de l amidon aigre La principale propri t de l amidon aigre de manioc est sa capacit d expansion plus lev e que l amidon natif Dufour et al 1995 Marcon et al 2007 Mestres amp Rouau 1997 ce qui le rend int ressant pour des produits panifi s La panification de l amidon aigre est distincte de la panification du bl car 1 l amidon aigre ne contient pas de gluten et la formation de la mie repose sur l expansion de la matrice d amidon seule et 2 la p te 28 pain d amidon aigre gonfle par la formation et l expansion de bulles de vapeur d eau au cours de la cuisson au four et non par la formation de bulles de CO par d
190. iam tre Meyer Lorenz Bohl Kuhn amp Klobes 1994 Paderewski 1999 Sujka amp Jamroz 2007 Ainsi d apr s rIUPAC Sing et al 1985 les pores sont des macropores si leur diam tre est sup rieur a 50 nm des m sopores pour des diam tres situ s entre 2 et 50 nm et des micropores pour des diam tres inf rieurs 2 nm Forme des pores La forme des pores peut tre tr s variable simples canaux cylindriques fissures et formes de c ne ou de bouteille Les pores des granules d amidon diff rent en fonction de leur origine Par exemple les granules natifs du manioc semblent ne pas avoir de pores tandis que ceux de l amidon de pomme de terre pr sentent des pores de surface Fannon Hauber amp Bemiller 1992 Origine des pores Les pores peuvent apparaitre lors de la formation des granules ou pendant certains proc d s post r colte Fannon et al 1992 71 Le Tableau 12 r sume leurs origines possibles Tableau 12 Les diff rentes origines des pores Lors de la formation des granules i Origine naturelle ils sont caract ristiques de la structure du granule ii Provoqu s par des proc d s naturels prenant place dans le tissu de la plante Apr s la formation du granule gt iii Issus du traitement m canique des granules 2 iv Cons quences des traitements de s chage v R sultats de proc d s thermiques ou hydrothermiques vi Form s pendant l isolation ou pendant la pr paration d
191. ic method Reapproved November 3 1999 In Approved Methods of the American Association of Cereal Chemists 10th ed p 1200 St Paul MN USA doi http dx doi org 10 1094 AACCIntMethod 02 52 01 Ampe F Sirvent A amp Zakhia N 2001 Dynamics of the microbial community responsible for traditional sour cassava starch fermentation studied by denaturing gradient gel electrophoresis and quantitative rRNA hybridization International Journal of Food Microbiology 65 1 2 45 54 doi 10 1016 S0168 1605 00 00502 X Angellier Coussy H Putaux J L Molina Boisseau S Dufresne A Bertoft E amp P rez S 2009 The molecular structure of waxy maize starch nanocrystals Carbohydrate Research 344 12 1558 1566 doi http dx doi org 10 1016 j carres 2009 04 002 Aplevicz K S amp Demiate I M 2007 Caracteriza o de amidos de mandioca nativos e modificados e utiliza o em produtos panificados Food Science and Technology Campinas 27 478 484 doi 10 1590 S0101 20612007000300009 Asaoka M Blanshard J M V amp Rickard J E 1991 Seasonal effects on the physico chemical properties of starch from four cultivars of cassava Starch Stdrke 43 12 455 459 doi DOI 10 1002 star 19910431202 Atwell W A Hood L F Lineback D R Varriano Marston E amp Zobel H F 1988 The terminology and methodology associated with basic starch phenomena Cereal foods world 33 3 306 Baker A A Miles M J
192. icantly higher breakdowns in highland genotypes compared to lowland genotypes BD 115 and 101 cP higher after FO and FS respectively This difference in breakdown may indicate that the granular structure was more severely damaged during fermen tation in highland genotypes resulting in more comprehensive granule disruption and a larger drop in viscosity after the vis cosity peak is reached This result would confirm the hypothesis introduced in Section 3 4 highland genotypes granules were dam aged throughout their structure whereas lowland genotypes were attacked only on their surface leading to more extensive granule breakdown in highland genotypes during cooking With the aim of confirming our findings a principal component analysis PCA was performed using five selected RVA parameters PT PV2 CA BD and FV granular size and the bread loaf expansion values for the 13 samples Fig 4 The representation of the scores plot Fig 4a allowed to confirm a stronger effect of fermentation over sun drying on sour starch properties with non fermented samples NO and NS appearing mixed within one group whereas fermented samples FO and FS samples were segregated along the first principal component PC1 Nevertheless the synergy between fermentation and sun drying was also confirmed with FS samples markedly distributed along the second principal component PC2 while FO samples laid close to the NO NS samples Additionally a differentia
193. idon 286 Kg d amidon L eau Tamisage Refus de tamisage 3 0 m eau 100 Kg Obtention de la lechada 669 47 Kg amidon 56 0 Kg d amidon 18 6 de l amidon initial 230 Kg d amidon Mancha 3 6 Kg S dimentation 2 Kg d amidon 228 Kg d amidon 0 7 de l amidon initial Fermentation 228 Kg d amidon ns L eau Surnageant S ch lon Fortes cues au ace pendant le s chage 228 Kg d amidon 2 Kg d amidon 0 7 de l amidon initial Amidon aigre de manioc 226 Kg d amidon Figure 13 Bilan de mati re et rendement du proc d de fabrication de l amidon aigre modifi d Alarc n amp Dufour 1998 L entr e initiale est 1000 kg de racines fra ches de manioc quivalent une masse de 295 kg d amidon teneur en amidon moyenne des racines 29 5 En g n ral la fin du proc d 226 kg d amidon aigre ont t r cup r s sur les 295 kg d amidon initial soit un taux de r cup ration de 76 7 de la masse d amidon contenu dans les racines Alarc n amp 43 Dufour 1998 Le proc d n cessite 4 1 m d eau pour traiter 100 kg d amidon de manioc Da et al 2012 Le rapport racines amidon est de 4 4 1 0 et le rendement du proc d est 22 6 Alarc n amp Dufour 1998 3 3 Analyses des chantillons 3 3 1 Capacit de panification Le volume des pains pr par s avec de l amidon de manioc est nettement plus lev
194. iff rentielle ACD ou DSC qu aux teneurs en eau inf rieures 29 5 l endotherme de g latinisation se d porte a des temp ratures lev es et se d double Ainsi le deuxi me pic de g latinisation dispara t Le comportement de l amidon du manioc lors de la g latinisation a t analys par plusieurs techniques cf Tableau 7 dont la rh ologie utilisant le RVA Walker Ross Wrigley amp McMaster 1998 PACD Donovan 1979 l analyse thermom canique ATM LeMeste Huang Panama Anderson amp Lentz 1992 la diffraction aux rayons X Zobel et al 1998 la spectroscopie FTIR Jane Xu Radosavljevic amp Seib 1992 la r sonance de spin lectronique la diffusion de neutrons aux petits angles DNPA Jenkins 1994 la platine chauffante de Kofler Watson 1964 les analyses enzymatiques Lund amp Lorenz 1984 Les analyses utilis es pour notre tude seront d taill es dans la section 3 3 Analyses des chantillons 20 Tableau 6 G latinisation empesage et propri t s d empois des amidons d origines botaniques diff rentes Jane et al 1999 Amidon G latinisation R trogradation 9 Empesage et propri t s d empois To C Plage C Enthalpie Temp rature Viscosit RVU AH J g on Viscosit Holding Viscosit maximale strength finale Type A Mais normal 64 1 10 8 12 3 47 6 82 0 152 95 169 Mais cireux 64 2 10 4 15 4 47 0 69 5 205 84 100 Mais cireux du 66 1 14 4 15 6 71 2 75
195. ilemariam Okos amp Campanella 2007 predict that other phenomena can also have significant effects on loaf expansion at different stages of bak ing including mass transfers such as migration of CO or water from the surrounding matrix to the expanding bubbles inertia and surface tension Hence further work could focus on determining which of these phenomena are dominant for the expansion of sour cassava dough Secondly at supra molecular level our results point to the hypothesis that depolymerization was different for lowland and highland genotypes Lowland genotypes were attacked mainly on the surface resulting in smaller but mainly intact granules con taining high molecular weight starch whereas highland genotypes underwent depolymerization throughout the granules which was key to enhance breadmaking due to the reduced molecular weight of starch and possibly a more extensive granule collapse during 176 PM Alvarado et al Carbohydrate Polymers 98 2013 1137 1146 1145 gelatinization and better film formation around the bubbles of steam driving dough expansion Further work to characterize starch solubility and the propor tions of A and B crystalline types could advance the understanding of molecular and supra molecular level phenomena controlling the emergence of breadmaking properties during fermentation and sun drying The combination of cassava genotypes and fermenta tion and drying operations to tailor the pro
196. imagerie floue corrig e par l assemblage Czerny Turner et un r seau holographique blaz hautes performances L aberration chromatique est l cart entre l image r elle et l image id ale d un objet par un syst me optique parfait Owen 1996 Le principe de l assemblage Czerny Turner 59 est que le signal de la fente d entr e est envoy par un miroir sur un r seau de diffraction plan holographique qui le renvoie sur la fente de sortie par l interm diaire d un deuxi me miroir Un photomultiplicateur plac en face de la fente de sortie mesure la lumi re re ue de la sortie Czerny amp Turner 1930 La fonction de cet assemblage est de r duire le taux d aberration Shimadzu Corporation 1999a Cellule de Cellule de r f rence l chantillon Faisceau de NE an I r f rence x AX J L LA chantilloy lt gt 7 i Standard BaSO4 ou t moin Photomulti Faisceau de plicateur l chantillon Syst me optique Figure 23 Sph re int gr e assembl e ISR 240 Shimadzu Corporation Kyoto Japan Shimadzu Corporation 1999b Le principe du r seau holographique blaz est l utilisation de deux diff rents angles blaz s pour accueillir deux r gions de longueur d onde dans l infrarouge et le visible Pour augmenter l efficacit de r fraction d un r seau de diffraction par rapport des longueurs d onde sp cifiques les faces de rainure en treill
197. iminution de 33 9 par rapport NO Par ailleurs un effet vari tal important a t observ pour la viscosit intrins que quels que soient les traitements Tableau 18 Une analyse Cluster Figure 43 44 45 et 46 confirme que les 13 g notypes tudi s peuvent tre classifi s en 3 groupes de viscosit s faible interm diaire et lev e pour chaque traitement NO NS FO et FS HMC 1 Cumbre 3 CM4574 7 SM707 17 CM7138 7 SM7591 5 SM1495 5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Dist Agr gation Figure 43 Analyse multivari e Cluster pour identifier des diff rences et des similitudes entre la viscosit intrins que des diff rentes vari t s soumises au traitement NO 98 CM7138 7 Cumbre 3 HMC 1 SM707 17 SM1495 5 CM4574 7 SM7591 5 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Dist Agr gation Figure 44 Analyse multivari e Cluster pour identifier des diff rences et des similitudes entre la viscosit intrins que des diff rentes vari t s soumises au traitement NS HMC 1 CM7138 7 SM707 17 Cumbre 3 SM1495 5 SM7591 5 CM4574 7 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Dist Agr gation Figure 45 Analyse multivari e Cluster pour identifier des diff rences et des similitudes entre la viscosit intrins que des diff rentes vari t s soumises au traitement FO 99 CM4574 7 CM7138 7 SM1495 5 HMC 1 Cumbre 3 SM707 17 SM7591 5 4 6 8
198. impact des facteurs g n tiques sur la capacit de panification de l amidon aigre de manioc en utilisant 13 g notypes colombiens cultiv s dans les m mes conditions en deux localit s d altitudes diff rentes Ainsi 3 g notypes ont t cultiv s une altitude moyenne 1000 m tres par rapport au niveau de la mer et 10 g notypes une altitude lev e 1700 m p n m et qui sont d nomm s comme vari t s de plaine et d altitude respectivement Ces g notypes ont t soumis a 4 traitements diff rents de fermentation 0 ou 30 jours et de s chage four ou soleil Dans ce contexte l objectif de ce travail a t de contribuer a une meilleure compr hension des propri t s de l amidon aigre de manioc et notamment de d terminer l importance relative des effets du g notype de l altitude et des proc d s amidons ferment s versus amidons natifs sur la capacit de panification Ce manuscrit comprend une premi re partie consacr e la revue bibliographique dans laquelle ce travail trouve ses fondements Cette partie d taille dans un premier temps la structure de l amidon et le comportement du grain d amidon en milieu aqueux Par la suite les modifications de l amidon de manioc par fermentation et irradiation UV et leurs propri t s sont d velopp es Finalement la panification de l amidon aigre compar celle de l amidon du bl est abord e La seconde partie pr sente les mat riaux et m thodes utilis s dans
199. in Le volume v de solution de pancr atine est ensuite rajout a la dispersion et la r action d hydrolyse est men e pendant 24h sous agitation horizontale a 37 C pendant 24 heures Des pr l vements de 1 mL sont effectu s 1 2 3 5 6 et 24 heures Ces pr l vements sont stock s 0 C sur de la glace pour inactiver l enzyme Apr s centrifugation 4630 g pendant 5 min 4 C on pr l ve 0 1 mL de surnageant qui sont congel s dans le but d effectuer le dosage des oses totaux Ce dosage a t r alis par la m thode du GOD POD McCleary Gibson amp Mugford 1997 Pour cela 0 2 mL d amyloglucosidase 0 71 mg mL pr par avec du tampon ac tate 0 5 M a pH 4 8 a t ajout a 0 1 mL de surnageant Pour activer la r action colorim trique 2 5 mL de GOD POD ont t rajout s L incubation a t effectu e a 25 C pendant 20 minutes 80 Une courbe standard a t pr par e en utilisant des solutions de glucose diff rentes concentrations Les absorbances ont t lues sur le spectrophotom tre la longueur d onde de 510 nm La concentration en glucose de l chantillon C dos e a t d termin e partir de cette courbe et de l absorbance de la solution d chantillon apr s r action avec le GOD POD Enfin le d hydrolyse enzymatique a t calcul de la fa on suivante C dos e x 0 9 x V x100 Hydrol yse amp substrat amylac 22 PPS myac ox md MS a Ou C d
200. ing I amp Delcour J A 1998 Physico chemical properties of cassava starch StarchSt rke 50 2 3 58 64 doi 10 1002 SICI 1521 379X 199803 50 2 3 lt 58 AID STAR58 gt 3 0 C0 2 N Demiate I M Dupuy N Huvenne J P Cereda M P amp Wosiacki G 2000 Relationship between baking behavior of modified cassava starches and starch chemical structure determined by FTIR spectroscopy Carbohydrate Polymers 42 2 149 158 doi http dx doi org 10 1016 S0144 8617 99 00152 6 Di Benedetto D 2007 Spectrophotom trie d absorption dans l ultraviolet et le visible In Techniques de l ing nieur Spectrom tries p 20 Paris Techinques de l ingenieur Doerry W T 1995 Breadmaking Technology Chapters 4 pp 62 162 Manhattan KS American Institute of Baking Donovan J W 1979 Phase transitions of the starch water system Biopolymers 18 2 263 275 doi 10 1002 bip 1979 360180204 Doublier J L Llamas G amp Le Meur M 1987 A rheological investigation of cereal starch pastes and gels Effect of pasting procedures Carbohydrate Polymers 7 4 251 275 doi http dx doi org 10 1016 0144 8617 87 90063 4 Dufour D Brabet C Zakhia N amp Chuzel G 1995 Influence of fermentation and sun drying on the breadmaking capacity of cassava sour starch In ORSTOM Vol 62 pp 399 416 Dufour D Lafond M D Lambert B amp Blary D 1993 Valorisation du manioc p 322 Montpellier CIRAD SAR
201. ion au cours des traitements post r colte Marcon et al 2007 Mestres amp Rouau 1997 Nwokocha Aviara Senan amp Williams 2009 L enthalpie de g latinisation AH est reli e la fusion de la structure cristalline et par cons quent AH augmente lorsque la cristallinit augmente Zobel et al 1998 Cependant il a t montr par RMN et diffraction aux rayons X que AH refl te la perte d ordre de la structure double h lice plut t que la cristallinit Cooke amp Gidley 1992 Ce param tre est li la quantit de cristallites dans le granule d amidon et d pend des liaisons intermol culaires cristallines Moorthy 2002 La temp rature de g latinisation T refl te la stabilit des doubles h lices d amylopectine Moorthy 2002 qui peut elle m me tre reli e la longueur des cha nes d amylopectine une T lev e indique une longueur de cha nes d amylopectine lev e Taylor Schober amp Bean 2006 Protocole Le protocole tabli par Mestres amp Rouau 1997 a t utilis Les analyses DSC ont t effectu es sur un appareil Perkin Elmer DSC 7 Perkin Elmer Norwalk VA cf Figure 15 Les chantillons analyser 10 mg d amidon sont scell s avec 50 uL d une solution aqueuse 2 v v de lyso phospholipide L a Lysophosphatidylcholine SIGMA dans des capsules DSC en acier inoxydable La capsule d chantillon et la capsule de r f rence contenant de lair ont t chauff es
202. ion de l amidon aigre 134 Scores ae 66a 2 JHo Fs HD FS 4 HDO ARNO HD FS HD FS Le 1 HO FS wor DNO Lono e HD FS HD a HD F HD FO pes tons HPA Ro HD FS s 0 FOFO noro Ne s 2 i HD FS HMENO H e sl HD FO aa HD NO X H6 N a o a PC 1 53 0 9 66b 0 8 D43 0 7 BD 0 6 0 5 0 4 BM 0 3 0 2 0 1 FV Pv2 CA PC 2 19 o gt 0 1 0 2 0 3 0 4 PT 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 A 0 8 0 6 0 4 0 2 0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 PC 1 53 Figure 66 Espace des individus 66a et espace des variables 66b des principales composantes 1 et 2 d crivant la diversit des chantillons HD g notypes d altitude et LD g notypes de plaine NO non ferment s ch au four FO ferment s ch au four NS non ferment s ch au soleil FS ferment s ch au soleil BM capacit de panification BD Breakdown RVA D43 diam tre moyen du granule PV2 Peak viscosity 2 FV Final viscosity CA Cooking ability PT Pasting temperature Les diff rentes couleurs correspondent aux chantillons regroup s par lieux g ographiques et traitements post r colte 135 4 2 4 Conclusion partielle Caract risation fonctionnelle des amidons de manioc natifs et ferment s s ch s au soleil Des variations importantes entre g notypes et traitements ont t mises en vidence pour la capacit de panification et pour la viscosit
203. ion des rayon X montrent que les traitements de fermentation et ou de s chage solaire ne modifient pas la structure cristalline de l amidon de manioc Camargo et al 1988 Mestres amp Rouau 1997 Plata Oviedo amp Camargo 1998 Ces observations sont coh rentes avec celles de Bertolini Mestres Raffi et al 2001 concernant le traitement par acide lactique et irradiation UV Cependant une r cente tude de Putri et al 2012 a montr une r duction de la cristallinit relative de 6 4 8 6 apr s le traitement de fermentation Des travaux sur les propri t s thermiques de l amidon du manioc soumis aux traitements de fermentation et ou s chage solaire ne montrent pas de diff rences significatives par rapport l amidon natif Bertolini Mestres Lourdin et al 2001 Bertolini Mestres Raffi et al 2001 Camargo et al 1988 Plata Oviedo amp Camargo 1998 2 2 1 1 3 Structure supramol culaire Le granule d amidon natif trait par fermentation et ou irradiation UV entra ne une d gradation superficielle et ou un endommagement significatif de la structure interne Le granule d amidon de manioc lors du traitement par fermentation naturelle subit une l g re d gradation Brabet 1994 Mestres amp Rouau 1997 Ces rosions superficielles sont visibles au microscope lectronique a balayage pour moins de 1 des granules ayant subi un traitement de fermentation Camargo et al 1988 Plata Oviedo amp Camargo 1
204. ion naturelle et du s chage au soleil sur la structure de l amidon d manlo Opa te a as 2 2 1 1 1 Structure Mole Culaire sssini eiiiai iani aiaiga NN 2 2 1 1 2 Structure semi cristalline 2 2 1 1 3 Structure supramol culaire nn 2 2 2 Les propri t s de l amidon aigre si ienrnnennn 28 2 3 La pa ification ses 30 2 3 1 Le proc d de panification sn 30 2 3 1 1 Lep trissage 53 30 223 152 as 777 32 223 13 sap phe wes titel sd GR A CN es a a lee 32 23141cuis ss 32 2 3 1 5 Comparaison entre la panification du bl et de l amidon aigre de manioc essen 32 2 3 2 La capacit de panification nee 2 3 3 Le m canisme d expansion en panification P 2 3 3 1 Le m canisme de panification du bl 2 3 3 2 Le m canisme de panification de l amidon aigre II MAT RIEL ET M THODES nina amant de c es 38 3 1 Origine des chantillons enenenenneeneens 39 3 2 Traitements des chantillons pour les analyses 40 3 3 Analyses des echantillIons A4 3 3 1 Capacit d panification asser nene 44 3 3 1 1 Formulation avec de l hydroxypropyl m thyl cellulose HPMC et sans lipides 3 3 1 2 Formulation avec pr g latinisation et en pr sence de lipides 3 3 2 D termination de la mati re s che 3 3 3 Mesure du pH 3 3 4 Teneur en groupements carbonyle et carboxyle o ceseesesssesecsesseecteestesseesteeeesteentes
205. is sont fabriqu es selon une configuration en dents de scie blaz La longueur d onde de balayage est r alis e en faisant tourner le r seau de diffraction de mani re excentrique en changeant la zone utiliser sur le r seau de diffraction en fonction de la longueur d onde Shimadzu Corporation 1999a La fonction du r seau holographique blaz Shimadzu Corporation 1999a avec 1600 lignes mm est de fournir une nergie optique lev e ayant une aberration minimale Shimadzu Corporation 1999a Le d tecteur est un photomultiplicateur R 928 L analyse des chantillons a t faite avec une cellule sp cifique pour les substrats en tat solide La lecture des exp riences a t conduite en r flectance avec une plage de longueur d onde de 190 600 nm Finalement les pics d absorbance obtenus ont t reli s aux nergies de liaison correspondantes Les chantillons analys s ont t 13 g notypes du manioc avec les traitements NO FO et FS L chantillon de r f rence est un amidon de manioc natif non modifi Pour chaque chantillon 10 mesures ont t effectu es 60 3 3 9 Granulom trie La fermentation peut r duire le diam tre des granules d amidon du fait de l action d amylases bact riennes Camargo et al 1988 L analyse de la taille des granules d amidon par diffraction laser a t utilis e pour quantifier ce ph nom ne Principe La taille des granules est d termin e partir
206. iscos ity or holding strength HS final viscosity FV Five additional parameters were then calculated cooking ability CA estimated as tPV2 Pt breakdown BD estimated as PV2 HS relative break down RBD estimated as BD PV2 x 100 setback SB estimated as FV HS and relative setback RSB estimated by SB FV x 100 The analyses were performed in duplicate and mean values were calculated 27 Intrinsic viscosity A3 starch solution was prepared by dissolving starch in potas sium hydroxide solution KOH 5 mol L and heated in a water bath at 95 C for 10 min The samples were stirred for 20h 10 min on a roller mixer in a temperature controlled room at 22 C 05 C The resulting solution was centrifuged at 10 000rpm for 5 min 2mL were removed and diluted in 28 mL of distilled water to reduce KOH concentration to 0 33 mol L and starch concentra tion to 2mg mL This solution was filtered through a syringe filter pore size 0 45 zm 10 mL of the filtered solution were col lected to carry out a serial dilution with distilled water and to determine the following concentrations 2 0 1 7 1 4 1 1 0 8 mg starch mL The intrinsic viscosity was measured for each diluted solu tion using an Ubbelohde viscometer U tube size 2mL Shott Gerate Gmbh Hofheim Germany immersed in a water bath at 35 C The analyses were performed with just a single repli cation For each dilution the flow time was recorded three times after an in
207. itial 10min period for temperature equili bration Preliminary replication tests showed that flow times did not vary significantly between replications The intrinsic viscosity ml g was determined by extrapolation to zero con centration of the reduced and inherent viscosities Harding 1997 28 Statistical analysts Statistical signifcance of differences between sample means was determined using analysis of variance ANOVA followed by a Fisher s test at 95 confidence level When relevant a mul tivariate cluster analysis was performed to identify groups of samples with similar characteristics using the average link age method based on the calculation of the distances between the averages of samples Sokal amp Michener 1958 and groups thereof using Statistica v7 1 software StatSoft Maison Alfort France The Principal Component Analysis PCA was carried out to identify groups of samples with similar characteris tics and performed with The Unscrambler X 10 2 software Camo Table 1 Loaf expansion of native fermented and or sun dried cassava starches Genotype Loaf expansion m g Treatments NO NS FO PS Lowiand HMC 1 1400 03 1930 08 1400 05 3 57 023 CM6438 14 1700s 176005 155005 402035 CM45747 185005 1920 05 21 013 659081 Highland CM7436 7 192005 2650 10 207 004 437 069 CM7438 14 194006 2114004 240007 447 043 SM1498 42 182 003 226007 194004 599068 CM7138 7 126 006 3724007 215005
208. ivit des mol cules au sein des mat riaux alimentaires Marousis Karathanos amp Saravacos 1991 Marousis 1989 La porosit est une des caract ristiques importantes des granules d amidon Sujka amp Jamroz 2007 qui peut influencer sa r activit Huber amp BeMiller 2000 D finition de porosit La porosit est d finie comme l espace occup par les pores contenus dans un mat riau donn Sing et al 1985 La porosit de granules d amidon est d finie comme le rapport du volume des vides sur le volume total des granules de l chantillon Juszczak Fortuna amp Wodnicka 2002a Sahin amp G l m Sumnu 2006 Sujka amp Jamroz 2007 Porosit s MOTE MGS 15 Volume total Porosit intragranulaire La porosit intragranulaire est la porosit comprise l int rieur du granule d amidon Elle est la r sultante de deux types de pores les pores ouverts et les pores ferm s cf Figure 30 Juszczak et al 2002a Sahin amp G l m Sumnu 2006 Sing et al 1985 Sujka amp Jamroz 2007 E Epo t Epp 16 O e porosit intragranulaire po porosit ouverte PF porosit ferm e 69 Tableau 11 Dilutions en s rie de solutions d amidon pour l analyse de la viscosit intrins que Dilutions Volume pr lev pour la mesure mL 2 0 2 0 2 0 2 0 2 0 ar NN Masse minimale n cessaire de l amidon mg 4 0 3 4 2 8 2 2 1 6 Need Minh Ma
209. king ability 2 Materials and methods 2 1 Genotypes and growing conditions Thirteen cassava from the germplasm collection at the International Center for Tropical Agriculture CIAT Cali Colombia were grown in two locations in Cauca Department in Colombia Most of these genotypes have been improved through conventional breeding approaches Three lowland geno types HMC 1 CM6438 14 CM4574 7 were grown at Jamundi altitude 1000 m a s L and harvested at 12 months after planting MAP Ten highland CM7436 7 CM7438 14 SM1498 4a CM7138 7 SM7591 5 Cumbre 3 SM707 17 SM1495 5 SM1058 13 and Tambo 4 were grown in Morales 1700 m a s l and harvested at 16 MAP The difference in age of the plants at harvest time 4 months was considered small enough to have no significant effect on starch properties so that altitude and geno type effects were predominant It is not convenient to grow the 13 genotypes in the two locations as lack of adaptation to one of the environments would result in data that is not useful on one hand and distortion of conclusions of the study on the other 2 2 Treatments experimental conditions After harvest all the casava roots were to a tra ditional factory Rallanderia in Cauca Department Colombia for starch extraction using the following operations washing peeling rasping and extraction whereby starch was drained off through sieving the mash under running water After 24h of decantation th
210. kocha et al 2009 avec To Tp et Te respectivement 58 6 63 3 et 69 7 C La plage de temp rature de g latinisation Te To a t inf rieure celle trouv e dans la litt rature Cette plage a t consid r e troite environ 11 C en comparaison la litt rature d environ 14 C Rolland Sabat et al 2012 et 20 C Putri Haryadi amp Marseno and Cahyanto 2011 ce qui sugg re la pr sence de cristallites homog nes en terme de stabilit et de taille dans les granules d amidon Putri et al 2011 La AH moyenne 17 0 J g est similaire a la AH relev e dans la litt rature 16 5 J g Bertolini Mestres Lourdin et al 2001 Mestres amp Rouau 1997 115 Tableau 23 Propri t s thermiques des amidons natifs NO G notype Propri t s thermiques To C Th C Te C AH J g AT C Plaine HMC 1 61 64 0 66 66 24 0 59 72 08 0 25 15 28 1 73 10 45 0 40 CM6438 14 61 07 0 39 65 51 0 32 71 78 1 51 16 50 2 87 10 72 1 12 CM4574 7 61 39 0 42 66 10 0 21 72 03 0 80 17 77 1 10 10 64 0 89 Altitude CM7436 7 57 38 0 64 61 83 0 78 67 73 1 47 17 67 0 82 10 35 1 21 CM7438 14 58 12 0 25 62 75 0 09 68 78 1 13 15 43 0 09 10 66 1 39 SM1498 4a 56 64 0 21 60 86 0 38 66 40 1 58 16 47 1 24 9 76 1 37 CM7138 7 58 69 0 23 64 19 0 30 71 95 0 23 16 63 2 21 13 26 0 00 SM7591 5 57 21 0 92 62 14 0 77 68 29 1
211. l chantillon absorbe alors une partie de la radiation re ue en passant de son niveau nerg tique vibrationnel fondamental un niveau excit cf Figure 18 tat excit gt E 5 f T Photon absorb v E tat fondamental gt i Figure 18 Repr sentation sch matique d une transition nerg tique entre niveaux vibrationnels d une mol cule E nergie de l tat fondamental E nergie de l tat excit la suite de l interaction avec un photon incident La technique la plus commun ment utilis e en spectroscopie IR est la mesure directe de la transmission Cette technique consiste comparer les intensit s incidente et transmise d un faisceau infrarouge apr s passage au travers de l chantillon cf Figure 19 mat riau man Si fs source lo it detecteur spectre d absorbance chantillon Figure 19 Sch ma du principe de la spectroscopie IR en transmission 54 La mesure de l donne le spectre d absorption de l chantillon analys L absorption A est d apr s la loi de Beer Lambert proportionnelle C concentration en esp ce absorbante de l chantillon et x paisseur de l chantillon A log2 6Cx 6 t Ou coefficient d extinction molaire Cependant la spectroscopie IR en transmission connait quelques limitations comme chantillonnage de poudres ou de p tes C est la raison pour laquelle la technique de r flexion totale att nu e ATR a t
212. l effect of fermentation was observed depending on the altitude of cultivation with fermented lowland and highland samples FO and FS segregated along PC2 The representation of the loading plot Fig 4b confirmed the observations from other 174 PM Alvarado et ai Carbohydrate Polymers 98 2013 1137 1146 1143 HOFS a nono ONDO wr ow SO S dero soso La ne g an i LO NS 1 2 3 4 PC 1 53 1 b 0 9 0 8 07 06 05 04 0 3 0 2 z 0 1 0 9 01 02 03 04 0 5 06 0 7 08 0 9 1 1 0 8 0 6 04 02 0 02 04 06 08 1 PC 1 53 pee pare np me Score cage a lowiand NO non fermented oven dried NS non fermented sun dried FO fermented oven dried FS fermented sun dried BM breadmaking ability BD RVA breakdown D43 average granule diameter PV2 peak viscosity 2 FV final viscosity CA cooking ability neo ion ne Cdt i post harvest treatments For interpretation of the references to color in this figure legend the reader is referred to the web version of the article 175 1144 PM Alvarado et ai Ca Dohydrate Polymers 98 2013 1137 1146 Table 6 Intrinsic viscosity of native fermented and or sun dried cassava starches Genotype Intrinsic viscosity mL g Treatments NO NS For FS Lowtand HMC 1 1408 1471 1346 1159 CM45747 1836 1626 1707 905 Highland CM7138 7 1897 1220 140 0 101 6 SM7591 5 2172 1764 162 5 1633 Cumbre 3 1766 1286 152 1 1359 SM707 17 1882 149
213. la famille mes parents qui ont t de tous les combats pour leur soutien inestimable pour la foi aveugle d pos e en moi et pour ne s tre jamais plaints je ne vous remercierai jamais assez pour votre amour inconditionnel mon p re pour ton go t pour les sciences ton leadership thique tes principes d aide aux autres A ma m re pour les g nes musicaux la sagesse la prudence A mes parents Table des Mati res L INTRODUCTION saiarmenamnimnsniman initonsttinniicannsnihursonatinitens 1 I TRAVAUX ANT RIEURS isos dsstscoussensten cvsvassorsus aut csesteduuitusts vncustncsusetiecaasbeavchenshsadesett 7 2 1 L amidon sn 8 Adele Str ct re de i e 8 2 1 1 1 Structure mol culaire de amidon sun 8 2 1 1 1 1 L amylose rss tennis mentionnant nn mme ea 8 2 1 1 1 2 L amylopecti ne scissile a a k aii a a i a ai 11 2 1 1 2 Organisation semi cristalline mn 13 2 1 1 2 1 La phase cristalline uit una 15 2 1 1 2 1 La phase amorhheeeeeeeee 18 2 1 1 3 Structure supramol culaire de l amidon nn 18 2 1 2 Comportement du granule d amidon en milieux aqueux 19 21 231 Larg latinisatl onigecscictiet eee a a E a N N S a Ni 20 2 1 2 2 La r trogradation 452452 722888 ta ANR N a eat ei eda 23 2 2 Les amidons MO GHGS urnes een en nement Svends oi sasaaa 24 2 2 1 Modification de l amidon de manioc par fermentation et irradiation UV 24 2 2 1 1 Influence de la fermentat
214. la farine du pain est 11 13 sur une teneur en humidit de 14 1 L eau hydrate la prot ine pour former le gluten 2 L eau hydrate les parois des cellules des polysaccharides non amylac s de la farine pentosanes et endommage les granules d amidon 3 L eau sert de solvant d agent de dispersion et de moyen pour la production des r actions chimiques et biochimiques 4 L eau aide la mobilit de la p te 1 Les levures produisent du CO et de l thanol par fermentation des sucres fermentables 2 Les levures conditionnent biochimiquement la p te 3 Les levures forment les pr curseurs du go t 4 Le taux de fermentation est contr l par la temp rature l apport de nutriments le niveau d eau le pH la concentration en sucre le sel et le niveau et le type de levure 1 Le sel aide contr ler la fermentation 2 Le sel durcit la p te en interaction avec le gluten 3 Le sel tend le d veloppement de la p te l addition tardive du sel dans le m lange de la p te diminue le temps de m lange en 10 20 1 La nourriture min rale des levures est un conditionneur de l eau p e sels de calcium 2 La nourriture min rale des levures est un conditionneur des levures p e sels d ammonium 3 La nourriture min rale des levures est un conditionneur de la pate pain p e des agents oxydants 1 Le sucre contribue la fermentation des carbohydrates 2 Le sucre est impliqu dans la saveur les sucres
215. la paroi du tambour En m me temps le lavage est r alis pour liminer les copeaux la terre et les autres impuret s adh rant aux racines 2 Rapage le manioc est r p en utilisant un appareil traditionnel appel Rallo il s agit d un cylindre dont la surface rugueuse est en acier inoxydable Le r page est une op ration qui n cessite la pr sence d eau en continu entre 2 8 et 3 0 L d eau par kg d amidon 12 d humidit Da et al 2012 Le manioc r p est ensuite d pos dans un r servoir de stockage o il s journe pendant quelques minutes 3 Coulage cette op ration permet de s parer par filtration l eau charg e d amidon ou lechada d un sous produit l afrecho riche en fibres impuret s et contenant galement des traces d amidon Cet appareil est appel la coladora Il est constitu d un tambour horizontal perfor qui tourne une vitesse de 15 25 tr min sous un d bit d eau constant de 29 8 L d eau par kg d amidon 12 d humidit Da et al 2012 L int rieur du tambour est rev tu d un tamis de 60 120 mesh correspondant une taille de maille entre 250 a 125 pm Le tamis retient dans le tambour uniquement l afrecho Brabet 1994 4 Tamisage apr s le coulage un deuxi me tamisage est effectu afin d liminer les fibres restantes Le d bit d eau constant pour cette op ration est de 29 8 L d eau par kg d amidon 12 d humidit Da et al 2
216. lar to a standard RVA pasting profile Franco et al 2010 Mestres Zakhia amp Dufour 1997 but with two viscosity peaks Escobar et al 2009 asserted that only highland genotypes had two viscosity peaks whereas in our work both lowland and highland genotypes had two peaks In general the first peak PV1 was lower than the second PV2 except for 3 genotypes for which PV1 was either higher than or similar to PV2 CM7138 7 Cumbre 3 and Tambo 4 The difference between PV1 and PV2 decreased with treatments on NS curves PV1 remained lower than PV2 except in two samples CM7436 7 and SM1495 5 for which PV1 was similar to PV2 On FO curves PV1 and PV2 were of similar magnitude in five genotypes HMC 1 CM4574 7 CM7 436 7 SM1495 5 and SM707 17 and PV1 disap peared altogether in the case of two other genotypes CM7138 7 and Tambo 4 On FS curves only one viscosity peak remained in every genotype This peak was arbitrarily referred to as PV2 and may be described as the result of the merger of the two peaks observed in other treatments because the new peak time was in between the peak times of PV1 and PV2 in other treatments Fig 3 As in other study Dufour et al 1995 the peak viscosities PV1 and PV2 decreased after the NS FO FS treatments with a stronger effect of fermentation compared to UV irradiation Table 5 Considering the other pasting parameters of the 13 genotypes the pasting temperature PT of all treatments rang
217. lero Vera Villafuerte amp Poats 1997 en produisent aussi mais de mani re irr guli re et limit e Dufour Lafond Lambert amp Blary 1993 Cet amidon est essentiellement utilis pour la fabrication de produits panifi s Cardenas amp de Buckle 1980 Moorthy 2004 Les principales tapes d obtention de l amidon aigre au Br sil et en Colombie sont l extraction de l amidon la fermentation naturelle pendant environ 30 jours et finalement le s chage au soleil pendant 12 heures Cardenas amp de Buckle 1980 Cereda 1973 Westby amp Cereda 1994 Zakhia et al 1996 Les tapes de production de l amidon aigre sont d crites 24 plus en d tail dans le chapitre mat riel et m thodes D l obtention empirique le pouvoir de panification de l amidon aigre est d une qualit tr s irr guli re sur le march Dufour et al 1995 et souvent impr visible Dufour et al 1996 Le m canisme de gonflement de l amidon de manioc aigre serait le suivant la force motrice devrait tre l vaporation d eau et l expansion des cellules devrait tre gouvern e principalement par la viscosit de la p te cro te Bertolini 2000 Bertolini Mestres Raffi et al 2001 Des travaux importants ont t effectu s pour mieux comprendre la capacit de panification de l amidon aigre Dufour Larsonneur Alarcon Morante Brabet amp Chuzel 1996 Mestres amp Rouau 1997 Mestres Rouau Zakhia amp Brabet 199
218. llons non ferment s s ch s au four NO Une tude pr liminaire sur 10 chantillons ferment s et s ch s au soleil FS indique que ce traitement tend diminuer l g rement la temp rature d onset To 0 9 C en moyenne et de fa on plus prononc e l enthalpie de g latinisation AH 2 60 J g en moyenne Cependant la variabilit entre chantillons en particulier pour AH n a pas permis de conclure fermement sur l effet des traitements sur la g latinisation En effet selon les chantillons l enthalpie AH a diminu ou augment ce qui peut indiquer diff rents m canismes de d gradation Dans le premier cas diminution de AH les parties cristallines ont pu tre endommag es en majorit et dans le second cas augmentation de AH les parties amorphes ont pu tre endommag es en majorit se traduisant par une augmentation apparente de AH Les temp ratures de g latinisation To T et T la plage de temp rature de g latinisation Te To et l enthalpie de g latinisation AH sont regroup es dans le Tableau 23 Ces valeurs sont comparables avec la litt rature Bertolini Mestres Lourdin et al 2001 Garcia et al 1997 Marcon et al 2009 Mestres amp Rouau 1997 Nwokocha et al 2009 Dans notre tude les temp ratures moyennes de g latinisation sont l g rement inf rieures celles de la litt rature Bertolini Mestres Lourdin et al 2001 Marcon et al 2009 Mestres amp Rouau 1997 Nwo
219. lorsque de l amidon a subi les traitements de fermentation et s chage solaire Bertolini et al 2000 Marcon et al 2009 Mesurer ce volume est donc une donn e essentielle pour caract riser les effets de ces deux traitements Le param tre choisi a cet effet est le volume massique c est dire le volume du pain rapport sa masse et d nomm capacit de panification Les lipides pouvant avoir un effet limitant sur le gonflement de la p te pain du fait de la formation de complexes amylose lipides Tester amp Morrison 1992 la capacit de panification a galement t utilis e pour v rifier le lien entre l utilisation de lipides et la panification Deux protocoles l un sans lipides et le second avec lipides ont t tablis cet effet 3 3 1 1 Formulation avec de l hydroxypropyl m thyl cellulose HPMC et sans lipides D apr s Tester amp Morrison 1992 les lipides limitent la capacit de panification Pour confirmer cette propri t une formulation sans lipides a t effectu e en les rempla ant par de l hydroxypropyl m thyl cellulose HPMC L HPMC est un additif alimentaire il a t utilis pour am liorer l homog n it de la p te et viter la formation de croutes apr s cuisson BeMiller amp Whistler 2009 Simsek Baek Hareland Ohm amp Eun Jung 2011 La p te pain a t pr par e au CIRAD Centre de Coop ration Internationale en Recherche Agronomique pour le D vel
220. lumi re tombant sur une surface polie plane d un cristal plus grand que la section du faisceau crois est partiellement r fl chi de mani re sp culaire et partiellement r fract suivant les lois de la g om trie optique Pour les poudres non transparentes comme l amidon les mesures de r flectance se r alisent g n ralement dans un spectrophotom tre UV visible pourvu d une sph re d int gration Lors de l analyse la lumi re incidente est r fl chie par l chantillon et concentr e sur le d tecteur en utilisant une sph re ayant l int rieur un rev tement de sulfate de baryum ou autre standard La valeur obtenue est la r flectance r flectance relative par rapport la r flectance standard de r f rence qui est prise 100 Lorsque la lumi re incidente arrive sur l chantillon un angle de 0 la r flexion sp culaire sort de la sph re d int gration et n est donc pas mesur e Par cons quent seul le rayonnement de r flexion diffuse est r fl chi vers la sph re d int gration et est d tect et int gr dans la mesure Shimadzu Corporation 1999a La Figure 22 illustre une vue sch matique de l int rieur de la sph re d int gration La lumi re la longueur d onde choisie entre dans la sph re d int gration par l ouverture et est r fl chie par le miroir interne sur l chantillon La lumi re totale qui est r fl chie quel que 58 soit langle ou le plan est recueillie par la surface inter
221. m 1200 cm essentiellement associ aux vibrations des groupements C O et C H et repr sent par une superposition de nombreux signaux Dans cette r gion nous trouvons les bandes 1045 cm et 1018 cm associ es respectivement aux structures ordonn e et amorphe de l amidon Grosmaire et al 2013 Van Soest et al 1995 et la bande 996 cm reli e la structure cristalline et sensible l hydratation Mutungi ef al 2011 Van Soest et al 1995 Les ratios des surfaces des bandes de vibrations 1045 1018 cm et 996 1018 cm ont t calcul s apr s d convolution spectrale dans ce domaine le spectre exp rimental est d compos en une somme de fonctions gaussiennes et lorentziennes qui correspondent aux diff rentes bandes de vibration Chaque bande est constitu e de quatre param tres 104 variables position intensit largeur mi hauteur et rapport gaussien lorentzien La variation des divers param tres permet d ajuster le spectre calcul au spectre exp rimental cf Figure 50 044 T T T T 800 900 1000 1100 0 0 Figure 50 Ajustement du spectre calcul au spectre exp rimental pour la vari t SM7591 5 moyenne des 4 traitements Le Tableau 20 rassemble les ratios des surfaces des bandes de vibrations 1045 1018 cm et 996 1018 cm repr sentatifs du degr d ordre mol culaire Mutungi et al 2011 Ces ratios 1045 1018 cm et 996 1018 cm sont respectivement compri
222. m me sensibilit ces traitements Pour les g notypes de plaine seules les couches externes des granules seraient hydrolys es et supprim es au cours de la fermentation alors que le noyau des granules resterait pratiquement inchang avec des mol cules d amidon quasi intactes Cette hypoth se est soutenue par les observations suivantes 1 Le diam tre des granules de plaine diminue apr s la fermentation ce qui indique une hydrolyse de leurs couches externes 2 La viscosit intrins que diminue peu suite aux traitements NS et FO respectivement 5 9 et 4 5 par rapport NO ce qui signifie que les mol cules d amidon dans les noyaux des granules n ont pas t hydrolys es 3 La viscosit de pic PV2 et le breakdown BD sont faibles compar s aux g notypes d altitude ce qui indique une meilleure r sistance de la structure du granule au gonflement et au cisaillement et donc des noyaux intacts ou peu endommag s apr s l hydrolyse des couches externes Pour les g notypes d altitude la fermentation attaquerait de fa on homog ne les couches externes et la structure interne des granules ce qui entra nerait l affaiblissement des granules mais pas une r duction significative de leur diam tre Cette hypoth se est soutenue par les observations suivantes 1 Le diam tre des granules d altitude ne diminue pas apr s la fermentation ce qui indique soit une absence d hydrolyse des mol cules d amidon soit
223. manioc Cumbre 3 et SM7591 5 lors de 3 traitements NO bleu FO vert et FS rouge Le Tableau 17 r sume les longueurs d onde des diff rentes bandes de r flectance UV des amidons du manioc natifs ferment s et ou s ch s au soleil La r flectance UV indique qu il y n a pas d effet du traitement ou du g notype sur les chantillons analys s Figure 42 En revanche les chantillons de plaine semblent l g rement plus sensibles aux traitements de fermentation FO et de fermentation associ e au s chage au soleil FS avec un d calage de la longueur d onde de la bande III de 349 363 365 nm contre 362 a 367 nm pour les chantillons d altitude 94 Tableau 17 Spectrophotom trie UV en r flectance des amidons de manioc natifs ferment s et ou s ch s au soleil G notype Plaine HMC 1 CM6438 14 CM4574 7 Altitude CM7436 7 CM7438 14 SM1498 4a CM7138 7 SM7591 5 Cumbre 3 SM707 17 SM1495 5 SM1058 13 Tambo 4 Plaine Altitude Tous NO Longueur d onde nm Bande 226 224 226 226 226 226 226 226 226 226 226 226 224 225 3 1 2 225 8 0 6 225 7 0 8 Bande II 262 262 262 262 262 260 262 262 262 264 264 262 262 262 0 0 0 262 2 1 1 262 2 1 0 Bande III 344 346 356 364 356 358 368 366 368 356 360 370 358 348 7 6 4 362 4 5 4 359 2 8 1 FO Bande 224 232 224 224 226 224 226 224 226 226 226 22
224. masse de la fa on suivante Humidit a x100 1 O Mh Masse de l chantillon humide g Ms Masse de l chantillon s ch g mati re s che 100 Humidit 2 La moyenne sur 3 r plicas a t calcul e 3 3 3 Mesure du pH Pendant le traitement de fermentation la production d acide lactique et d autres acides organiques fait baisser le pH des amidons Marcon et al 2009 Mestres et al 2000 En revanche lors du s chage solaire amidon ferment subi une augmentation du pH Dufour et al 1995 Afin de quantifier ces ph nom nes le pH des chantillons a t mesur Principe Le pH mesure l activit chimique des ions hydronium H30 appel s aussi couramment protons en solution Les valeurs du pH sont d termin es grace a un pHm tre 46 qui mesure la diff rence de potentiel entre deux lectrodes une lectrode de verre mesurant un potentiel li au pH et une lectrode de r f rence de potentiel constant Le pH est une mesure de l acidit ou la basicit d une solution sur une chelle de 0 14 Il est d fini comme le logarithme d cimal de l inverse de la concentration molaire des ions hydronium Brabet 1994 Protocole Ce protocole est bas sur la m thode 02 52 de l AACC American Asssociation of Cereal Chemist 1983b Une prise d essai de 10 g en mati re s che m s d amidon homog n is a t dispers e dans 100 mL d eau distill e sous agitation pendant 30 min
225. midon aigre tant empirique la capacit de panification des produits finis est d une qualit irr guli re et souvent impr visible Plusieurs auteurs ont tudi la capacit de panification de l amidon aigre notamment l influence des traitements post r colte fermentation et s chage solaire L effet synergique de ces deux traitements entra ne une d gradation de l amidon responsable d une meilleure panification Ces alt rations peuvent se situer au niveau mol culaire formation de radicaux libres oxydation et d polym risation ou au niveau supramol culaire comportement du granule d amidon lors de la g latinisation N anmoins la nature de ces changements n a pas encore t compl tement lucid e Par ailleurs peu d tudes ont valu l influence du g notype du manioc sur la capacit de panification Une seule tude a mis en vidence l influence positive de la culture du manioc en altitude sur la capacit de panification S appuyant sur ce constat l objectif de notre travail a t de contribuer une meilleure compr hension des propri t s de l amidon aigre de manioc et notamment de d terminer l importance de l effet du g notype de l altitude de culture et des proc d s post r colte fermentation et ou s chage solaire sur la capacit de panification Trois approches ont t combin es afin d identifier des facteurs d terminants du pouvoir de panification Caract risation physico chimique e
226. min raux En effet sous l effet de la pression de mercure les mat riaux organiques peuvent tre amen s se d former crasement ou au contraire clater si la pression de mercure dans les pores devient trop importante De plus dans le cas de la mesure de la porosit d un lit de poudre ce qui est le cas de cette analyse le mercure p n tre sous faible pression d abord la porosit du lit plus large et accessible C est seulement sous des pressions beaucoup plus lev es que le mercure p n tre r ellement la porosit situ e dans le granule d amidon C est celle qui nous int resse dans ce travail Nous la situons vu la taille des granules d amidon des dimensions inf rieures 1 pm Cette m thode vient en compl ment de la m thode de mesure r alis e au pycnom tre H lium elle est utilis e pour appr cier l effet de la fermentation sur la structure du granule d amidon l objectif tant de d montrer que la porosit augmente apr s 76 fermentation Dans notre analyse le mercure permet de d terminer la distribution de taille des pores Protocole La porosit au mercure a t d termin e avec un porosim tre automatique au mercure AutoPore IV 9500 Micromeritics Un traitement pr alable a t r alis pour les chantillons afin d liminer les mati res adsorb es qui pourraient masquer la porosit accessible La porosit a t d termin e comme dans la litt rature Alsheb
227. mis aux diff rents traitements La pasting temperature PT de tous les g notypes et traitements a t mesur e entre 59 1 et 66 9 C Ces r sultats sont en accord avec des nombreux auteurs Bertolini 2000 Gomes et al 2005 notamment avec les travaux r alis s par Sanchez et al 2009 sur environ 4000 g notypes de manioc PT entre 58 8 C et 71 2 C Pour les chantillons natifs NO les param tres PV2 BD FV et SB ont t respectivement 950 382 835 et 263 cP Except pour SB ces r sultats sont proches des travaux de Sanchez et al 2009 Par cons quent nous confirmons que ces r sultats pour nos 13 g notypes correspondent a des valeurs typiques du manioc Les Pasting Temperature PT des chantillons de plaine et d altitude pr sentent une diff rence statistique de 3 5 C cf Tableau 26 Ce param tre est donc un bon indicateur pour identifier les esp ces en fonction du lieu g ographique tout comme le param tre de temp rature de g latinisation mesur par DSC cf section sur les propri t s thermiques PV1 a t syst matiquement plus lev 81 168 cP plus lev y compris dans le cas du pic unique des chantillons FS pour les g notypes de plaine par rapport aux g notypes d altitude Les param tres breakdown BD et relative breakdown RBD sont plus lev s pour les chantillons trait s par fermentation FO et FS que pour ceux qui nont pas t ferment s NO et NS Cette diff rence est plus m
228. mp de Buckle 1980 Dufour et al 1996 Mestres amp Rouau 1997 Ainsi la d gradation de la structure des granules entrainerait une modification du comportement de g latinisation mis en vidence par RVA En effet les amidons natifs soumis la fermentation seule Franco et al 2010 et la fermentation et irradiation UV Putri et al 2012 pr sentent une diminution du param tre RVA breakdown peak viscosity holding strength Des tentatives ont t effectu es pour r duire le temps de fermentation l aide de cultures microbiennes plus efficaces L utilisation de l inoculum issu de la fermentation am liore galement la capacit de panification de l amidon de manioc Moorthy 2004 Diff rents auteurs ont essay de comprendre quel serait le type de modification responsable des propri t s de panification de l amidon aigre de manioc certains ont attribu cette propri t l enzyme a amylase et aux l g res modifications du granule de l amidon produites pour les acides organiques de la fermentation naturelle ainsi qu la pr sence de quelques exopolysaccharides bact riens produits au cours de la fermentation Lacerda et al 2005 Plata Oviedo amp Camargo 1998 D autres ont mis l hypoth se que la longueur d onde UV ainsi que la fermentation lactique seraient essentielles pour acqu rir la capacit d expansion de l amidon Bertolini Mestres Lourdin et al 2001 Vatanasuchart et al 2005 Il est donc tabl
229. multivari e Cluster pour identifier des diff rences et des similitudes entre les teneurs en groupements carbonyle des vari t s soumises au traitement FS CM7438 14 SM7591 5 SM1498 4a CM7138 7 SM1495 5 Tambo 4 SM1058 13 CM7436 7 HMC 1 SM707 17 1 000000 1 000005 1 000010 1 000015 1 000020 Dist Agr gation Figure 48 Analyse multivari e Cluster pour identifier des diff rences et des similitudes entre les teneurs en groupements carboxyle des vari t s lors de la diff rence entre les traitements FS et NO 103 CM7138 7 SM1498 4a SM1495 5 SM1058 13 SM7591 5 SM707 17 HMC 1 Tambo 4 Cumbre 3 CM7438 14 CM7436 7 1 00000 1 00002 1 00004 1 00006 1 00008 Dist Agr gation Figure 49 Analyse multivari e Cluster pour identifier des diff rences et des similitudes entre l oxydation total CO COOH des diff rentes vari t s 4 1 2 3 Analyse structurale par spectroscopie infrarouge transform e de Fourier ATR FTIR Objectif Montrer l effet des traitements des vari t s et de l altitude des chantillons analys s sur le degr d ordre dans le granule d amidon Analyse des r sultats 13 chantillons soumis aux traitements NO NS FO et FS ont t analys s par la m thode ATR FTIR Les spectres infrarouge ont t tudi s dans le domaine 800 c
230. n accord avec Guerra Dias et al 2011 ce qui semble indiquer une attaque pr f rentielle sur les carbones 2 3 4 ou 5 des unit s glucosidiques On peut noter par ailleurs la grande variabilit de sensibilit l oxydation des diff rentes vari t s de manioc qui se traduit par des carts types lev s Un test de Fisher et une analyse Cluster Figure 49 sur les donn es d oxydation totale a identifi deux groupes d chantillons le groupe des chantillons d oxydation plus lev e form par 3 g notypes Tambo 4 CM7438 14 et CM7436 7 comprise entre 1 1 10 2 3 10 moles CO COOH mol GU et le groupe d chantillons de plus faible oxydation totale contenant 6 g notypes SM1498 4a CM7138 7 SM7591 5 SM1495 5 HMC 1 et SM707 17 avec des valeurs comprises entre 9 1 10 5 1 10 mol CO COOH mol GU Enfin nous n avons pas observ de corr lations entre la capacit de panification et la teneur en groupements carbonyle et ou carboxyle Nos r sultats ont montr que les modifications au niveau supramol culaire structure granulaire peuvent tre le principal d terminant de la capacit de panification avec des changements au niveau mol culaire ayant un r le secondaire 102 CM7138 7 CM4574 7 SM1498 4a SM1495 5 SM1058 13 SM7591 5 SM707 17 HMC 1 CM6438 14 Tambo 4 Cumbre 3 CM7438 14 CM7436 7 1 00000 1 00001 1 00002 1 00003 1 00004 1 00005 1 00006 1 00007 Dist Agr gation Figure 47 Analyse
231. n amylose des amidons est galement inchang e au cours des traitements Franco et al 2010 La DSC a t utilis e pour quantifier la teneur en amylose des chantillons et v rifier ou infirmer cette hypoth se Principe Stevens amp Elton 1971 ont t les pionniers de l utilisation de la DSC pour la mesure de la g latinisation et r trogradation de l amylopectine de l amidon Depuis la DSC s est av r e tre un outil extr mement important pour la mesure de la cristallinit de l amidon g latinis et r trograd pour la d termination des cin tiques de r trogradation et pour l tude des facteurs influen ant la r trogradation Jang amp Pyun 1997 Obanni amp Bemiller 1997 La DSC mesure la direction et l ampleur du flux d nergie thermique fourni l chantillon lorsque l on fait varier la temp rature Cette analyse permet de d tecter les 49 transitions thermiques de premier ordre fusion cristallisation et de deuxi me ordre transition vitreuse BeMiller amp Whistler 2009 Russell amp Oliver 1989 Dans le cas de l amidon les param tres DSC fournissent des informations sur la coh sion de la structure du granule d amidon Marcon et al 2009 La coh sion se r f re a la capacit des grains d amidon se d structurer par traitement hydrothermique Les param tres DSC sont des indicateurs de la structure cristalline du granule d amidon ainsi que le cas ch ant de sa d gradat
232. n synergie avec l effet d altitude Une grande variabilit dans la teneur en amylose a t trouv e entre les g notypes comme l indique le test de Fisher cf Tableau 14 et l analyse Cluster Figure 36 Ces tests montrent 3 groupes i Un groupe constitu de 4 chantillons Cumbre 3 SM707 17 SM1495 5 et Tambo 4 a faibles teneurs en amylose 15 7 a 16 7 87 ii Un groupe compos par 7 g notypes CM6438 14 CM7436 7 CM7438 14 CM7438 14 SM1498 4a CM7138 7 et SM1058 13 et SM7591 5 de teneurs en amylose interm diaires 17 6 a 20 1 iii Un groupe de 2 g notypes HMC 1 et CM4574 7 de teneurs en amylose lev es 21 6 21 7 SM707 17 SM1495 5 Tambo 4 Cumbre 3 CM7138 7 SM7591 5 SM1498 4a SM1058 13 CM7436 7 CM6438 14 CM7438 14 CM4574 7 r 4 HMC 1 0 9 1 0 14 1 2 13 1 4 1 5 1 6 ART 1 8 1 9 Dist Agr gation Figure 36 Analyse multivari e Cluster pour identifier des diff rences et des similitudes entre la teneur en amylose des diff rentes vari t s soumises au traitement NO 4 1 1 2 pH Objectifs L objectif est de mesurer le pH des amidons de manioc natifs ferment s et ou s ch s au soleil et de v rifier l influence des traitements du g notype et du lieu g ographique de culture sur ce param tre Analyse des r sultats Le Tableau 15 rassemble les valeurs du pH des 52 chantillons 13 g notypes soumis a NO NS FO et FS 88 Tableau 15 pH des amidons
233. nc d autant la capacit de cuisson Dans les g notypes de plaine seul le traitement FS a r duit la capacit de cuisson par rapport NO 34 4 tandis que pour les g notypes d altitude les traitements FO et FS lont diminu de 10 7 et 27 4 respectivement par rapport NO Ceci indique que les g notypes d altitude sont plus sensibles la fermentation que les g notypes de plaine en accord avec d autres caract risations granulom trie param tre breakdown du RVA 131 4 2 3 Liens entre propri t s physico chimiques structurelles et fonctionnelles 4 2 3 1 Effet de l amylose sur la capacit de panification Trois groupes d chantillons a faible 15 7 16 7 moyenne 17 6 20 1 et haute 21 6 21 7 teneurs en amylose ont t identifies Figure 65 Les quatre chantillons du groupe a faible teneur en amylose pr sentent galement les quatre meilleurs pouvoirs de panification Par cons quent une faible teneur en amylose semble am liorer la capacit de panification ce qui pourrait s expliquer par la formation d un nombre moins important de complexes amylose lipides pendant la cuisson Tester amp Morrison 1992 Une faible corr lation n gative de R 0 46 a t obtenue entre la capacit de panification des amidons ferment s s ch s au soleil FS tant pour les vari t s de plaine que d altitude et la teneur en amylose mesur e sur les amidons non ferment s s ch s au four NO Figure 65 Qua
234. nd une valeur aberrante a t retir e la vari t de plaine CM4574 7 la corr lation s est vue am lior e avec un R 0 71 ce qui tend confirmer le lien entre la teneur en amylose et la capacit de panification Mestres et al 2000 et Shirai et al 2007 ont aussi report un lien entre la teneur en amylose et la capacit de panification avec un faible gonflement pour de l amidon de ma s normal oxyd et un gonflement lev pour de l amidon de ma s cireux waxy oxyd comparables a de l amidon aigre de manioc ou de l amidon de manioc oxyd 22 HMC 1 CM4574 7 N 20 CM7438 14 CM6438 14 SM1058 13 SM1498 4A 19 CM7436 7 SM7591 5 CM7138 gt y 0 7368x 22 832 ph 17 u R 0 46 Tambo 4 Teneur en amylose NO 16 SM1495 5 sm707 17 3 4 5 6 7 8 9 Capacit de panification FS mL g Figure 65 Corr lation n gative R 0 46 entre la capacit de panification des amidons ferment s s ch s au soleil FS et la teneur en amylose des amidons non ferment s s ch s au four NO d altitude 132 4 2 3 2 Effet de la structure granulaire sur la capacit de panification Les r sultats de granulom trie viscosit intrins que et viscosit pendant l empesage RVA indiquent que la structure des granules d amidon est modifi e au cours du traitement de fermentation et que les g notypes de plaine et d altitude ne montrent pas la
235. ne formulation de panification contenant de l amidon et de l eau 91 CM6438 14 Cumbre 3 SM1498 4a Tambo 4 CM4574 7 CM7138 7 SM707 17 HMC 1 SM7591 5 SM1495 5 CM7436 7 SM1058 13 CM7438 14 0 998 1 000 1 002 1 004 1 006 1 008 1 010 Dist Agr gation Figure 38 Analyse multivari e Cluster pour identifier des diff rences et des similitudes entre les pH des vari t s soumises au traitement NO CM6438 14 SM1498 4a Cumbre 3 CM4574 7 SM707 17 Tambo 4 CM7138 7 SM7591 5 SM1495 5 CM7436 7 CM 7438 14 HMC 1 SM1058 13 0 999 1 000 1 001 1 002 1 003 1 004 1 005 1 006 1 007 Dist Agr gation Figure 39 Analyse multivari e Cluster pour identifier des diff rences et des similitudes entre les pH des vari t s soumises au traitement NS 92 HMC 1 CM6438 14 CM4574 7 CM7138 7 SM707 17 SM7591 5 Cumbre 3 SM1498 4a Tambo 4 SM1495 5 CM7436 7 CM 7438 14 SM1058 13 0 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 Dist Agr gation Figure 40 Analyse multivari e Cluster pour identifier des diff rences et des similitudes entre les pH des vari t s soumises au traitement FO SM1495 5 CM7138 7 CM4574 7 SM707 17 Tambo 4 SM7591 5 HMC 1 Cumbre 3 SM1498 4a CV6438 14 SM1058 13 CM 7438 14 CM7436 7 0 98 1 00 1 02 1 04 1 06 1 08 1 10 1 12 1 14 Dist Agr gation Figure 41 Analyse multivari e Cluster pour identifier des diff rences et des similitudes entre les pH des vari t s soumis
236. ne hautement r fl chissante de la sph re de telle sorte que la quantit totale de lumi re r fl chie par l chantillon peut tre mesur e par le d tecteur La modification de l angle auquel la lumi re incidente touche l chantillon permet de mesurer la r flectance la fois diffuse et sp culaire Echantillon plac 0 degr s Echantillon plac 11 degr s Assemblage de montage de l chantillon Paroi int rieure de la sph re int gr e Ouverture Monochromateur Assemblage du d tecteur Ve A 0 Figure 22 Spectrophotom tre en r flectance de sph re int gr e Protocole Les analyses des chantillons dans le spectrophotom tre UV visible ont t effectu es avec un Spectrophotom tre UV 2450 Shimadzu Corporation Kyoto Japan coupl une sph re int gr e ISR 240A Shimadzu Corporation Kyoto Japan Figure 23 pour la mesure d chantillons solides et pourvu d un syst me photom trique de double faisceau qui mesure directement le coefficient de r flectance par la m thode de retour par dynode La dynode est une lectrode d un tube lectronique ou d un photomultiplicateur dont le r le essentiel est de fournir une mission secondaire Le syst me de retour permet de mesurer avec pr cision les absorbances n gatives ou les transmittances r flectances de plus de 100 L appareil comprend un monochromateur pr sentant les caract ristiques suivantes aberration
237. ng amp Rocca 1998 Par ailleurs la teneur en amylose montre aussi un effet sur la cristallinit des amidons Tester Debon amp Sommerville 2000 Les amidons ayant une teneur en amylose lev e pr sentent une organisation cristalline tr s alt r e et il n existe pas d amidon natif contenant uniquement de l amylose Bul on et al 1998 Les amidons natifs peuvent tre class s en trois groupes selon leur type de diagramme de diffraction Mestres 1996 A B et C Figure 6 i Le type A pr sente les pics les plus lev s en intensit de diffraction 2 6 15 17 18 et 23 ii Le type B poss de les pics les plus lev s 2 8 5 6 15 17 18 et 23 iii Le type C est associ un m lange entre les deux mod les A et B 15 10 15 20 25 30 Angles de Bragg 28 Figure 6 Diagramme de diffraction des rayons X des types A B C et V obtenus a partir de poudres semi cristallines d apr s Zobel 1988 Le type A est caract ristique des amidons de c r ales pauvres en amylose lt 25 c est le cas de l amidon de bl et de ma s cireux Le type B caract rise des amidons de tubercules et de c r ales riches en amylose gt 65 Enfin le type C est caract ristique des amidons de l gumineuses racines et certains fruits pr sentant des teneurs interm diaires en amylose entre 25 et 65 Tester et al 2004 Les amidons de c r ales qui contiennent des lipides peuvent pr senter un type
238. nioc de Colombie cultiv s 1000 m et 1700 m p n m 3 de plaine et 10 d altitude respectivement modifi s par fermentation 0 ou 30 jours et s chage four ou soleil ont t tudi s Les analyses de la taille des granules la viscosit d empesage RVA et la viscosit intrins que r v lent que les traitements post r colte ont t les facteurs pr pond rants en vue de l am lioration de la capacit de panification tandis que le facteur g notype a pr sent une influence moins importante Parmi les traitements post r colte la fermentation a pr sent un effet plus prononc sur la structure des granules d amidon que le s chage au soleil Cependant la combinaison de ces deux traitements a t n cessaire pour obtenir une forte capacit de panification L effet d altitude de culture a t mis en vidence lors de la fermentation par des sensibilit s diff rentes trouv es entre les granules de plaine et d altitude exocorrosion et endocorrosion respectivement Les g notypes d altitude donc ont montr une bonne capacit de panification N anmoins d autres facteurs entrent en jeu la teneur en amylose mesur e par DSC a influenc n gativement l expansion de la p te probablement en raison de la formation de complexes amylose lipide Par cons quent la combinaison de g notypes de manioc la teneur en amylose principalement et les traitements post r colte sont un l ment cl de la capacit de panification de l
239. niques 19 Tableau 6 G latinisation empesage et propri t s d empois des amidons d origines botaniques diffseenteeee ee PS EEE 21 Tableau 7 M thodes d analyse de la g latinisation de l amidon nn 22 Tableau 8 Viscosit intrins que et teneur en groupements carbonyle et carboxyle des amidons de manioc natif ferment ou acidifi et ou s ch au soleil irradi aux VV 27 Tableau 9 Fonctions des principaux composants utilis s dans le pain 31 Tableau 10 Caract ristiques d origine et de culture des chantillons ne 40 Tableau 11 Dilutions en s rie de solutions d amidon pour l analyse de la viscosit intrins que 70 Tableau 12 Les diff rentes origines des pores nent 72 Tableau 13 M thodes pour examiner la porosit de l amidon Tableau 14 Teneur en amylose des amidons natifs cseeeeees Tableau 15 pH des amidons natifs ferment s et ou s ch s au Soleil 89 Tableau 16 pH des amidons natifs ferment s et ou s ch s au soleil selon la litt rature 90 Tableau 17 Spectrophotom trie UV en r flectance des amidons de manioc natifs ferment s et ou s ch s au soleil Aa A E AE EE AE A E E E E E E A 95 Tableau 18 Viscosit Intrins que des amidons natifs ferment s et ou s ch s au soleil 97 Tableau 19 Contenu en groupements carbonyle et carboxyle des amidons de manioc natifs et ferment szs ch s au Sole 101 Tableau 20 ATR FTIR des g notypes d amidon natif ferment s et ou s ch s au soleil
240. nisation droite et lipides gauche Les volumes des pains ont t d termin s l aide d un pycnom tre Vanhamel et al 1991 permettant la mesure du d placement d un volume de graines de chou fleur lorsqu un 45 pain est plac dans l appareil Brabet 1994 Il a l avantage de ne pas engendrer de forces lectrostatiques ind sirables contre les parois de l appareil ce qui am liore la fiabilit des mesures La capacit de panification a t d finie par le rapport volume du pain masse du pain mL g Les moyennes sur 12 r plicas 1 r plication 1 anneau ont t calcul es 3 3 2 D termination de la mati re s che Principe La mati re s che est un crit re de qualit pour les amidons La m thode utilis e pour ce projet est la m thode 44 01 01 de l AACC American Asssociation of Cereal Chemist 1983a Elle consiste en un s chage au four sous conditions standardis es la perte de poids est d termin e quantitativement par pes e Protocole La quantit de mati re s che a t d termin e au CIAT selon la m thode AACC 44 01 01 une prise d essai de 2 g environ d amidon homog n is teneur en eau connue a t s ch e dans une tuve ventil e 105 C pendant 24 heures Apr s refroidissement dans un dessiccateur la temp rature du laboratoire une nouvelle pes e de l chantillon a t effectu e La quantit de mati re s che a t d termin e par diff rence de
241. nity of cotton cellulos Journal of Applied Physics 30 11 doi http dx doi org 10 1063 1 1735031 Walker C W Ross A S Wrigley C W amp McMaster G J 1998 Accelerated starch paste characterization with the Rapid Visco Analyzer Cereal Foods World 33 491 494 Wang L amp Wang Y J 2001 Structures and physicochemical properties of acid thinned corn potato and rice starches Starch Stdrke 53 11 570 576 doi 10 1002 1521 379X 200111 53 11 lt 570 AID STAR570 gt 3 0 C0 2 S Wang T L Bogracheva T Y amp Hedley C L 1998 Starch as simple as A B C Journal of Experimental Botany 49 320 481 502 doi 10 1093 jxb 49 320 481 Washburn E W 1921 The dynamics of capillary flow Physical Review 17 3 273 283 Watson S A 1964 Determination of starch gelatinization temperature In R L Whistler Ed Methods in carbohydrate chemistry pp 240 242 New York USA Academic Press Weissenborn P K 1996 Behaviour of amylopectin and amylose components of starch in the selective flocculation of ultrafine iron ore International journal of mineral processing 47 3 4 197 211 doi http dx doi org 10 1016 0301 7516 95 00096 8 Westby A amp Cereda M P 1994 Production of fermented cassava starch polvilho azedo in Brazil Tropical science 34 2 203 210 Whitehurst R J 2008 Emulsifiers in food technology p 264 Oxford UK Wiley Blackwell Wu H C H amp Sarko A 1978a
242. nomy Fao Vol 45 p 64 Rome FAO FAO 2004 Domestic market opportunities In Global cassava market study Business opportunities for the use of cassava 6th ed p 184 Rome FAO FAO 2006 Le march de l amidon valorise le manioc p 2 Rome FAO FAO 2013 FAOSTAT data Fennema O R 1996 Food Chemistry 3rd ed p 1069 New York Marcel Dekker Inc Fiedorowicz M Tomasik P You S amp Lim S T 1999 Molecular Distribution and Pasting Properties of UV Irradiated Corn Starches Starch Stdrke 51 4 126 131 doi 10 1002 SICI 1521 379X 199904 51 4 lt 126 AID STAR126 gt 3 0 CO 2 N Fortuna T Juszczak L Kujawski M amp Palasinski M 2000 Porosity of starch granules and their susceptibility to the action of bacterial apha amylase in Polish Zeszyty Naukowe Akademii Rolniczej Cracow 12 367 51 64 Franco C M L Cabral R A F amp Tavares D Q 2002 Structural and physicochemical characteristics of lintnerized native and sour cassava starches Stdrke 54 10 469 475 doi DOI 10 1002 1521 379X 200210 54 10 lt 469 AID STAR469 gt 3 0 CO 2 Z Franco C M L Ciacco C F amp Tavares D Q 1988 Studies on the susceptibility of granular cassava and corn starches to enzymatic attack Part 2 study of the granular structure of starch Starch St rke 40 1 29 32 doi DOI 10 1002 star 19880400108 Franco C M L Ogawa C Rabachini T Rocha T de S Cereda M P amp
243. nt intrinsic viscosity values The intrinsic viscosity values were sensitive to treatments fermentation FO as well as sun drying NS reduced the intrinsic viscosity 19 4 and 21 1 respectively compared to NO and this effect was even more pronounced for the combined fer mentation and sun drying FS treatment 34 6 reduction These results were in line with those determined by Fiedorowic and Rebilas 2002 who found a molecular diminution of amylopectin in corn starch during a illumination The altitude may also be a determinant factor for highland genotypes NS and FO treatments decreased the average intrin sic viscosity by 23 8 and 26 4 ively compared to NO in contrast to respectively 5 9 and 4 5 for lowland genotypes FS treatment reduced the intrinsic viscosity more effectively than other treatments and this change was similar in lowland and high land genotypes 36 4 and 33 9 respectively compared to NO These results further support the hypothesis that FO and NS treat ments affected lowland genotypes only on the surface of the starch granules whereas in highland genotypes modifications occurred throughout the granule structure Thus the core of starch gran ules in lowland genotypes could remain mainly unmodified while the outer layers could be removed as indicated by the reduc tion in granule diameter discussed in Section 3 4 resulting in high intrinsic viscosity In contrast starch molecular weight of highland genotyp
244. nt par hectare a t effectu avec une densit d ensemencement de 12500 plantes Le nombre des plantes r ellement plant es pour les vari t s de plaine et d altitude a t respectivement 300 et 200 L aire d ensemencement par plante a t de 0 8 m distance entre plants 1 0 m x 0 8 m P Calcul partir du rapport entre le poids du manioc pluch et le poids de l amidon extrait du manioc 3 2 Traitements des chantillons pour les analyses Apr s la r colte les chantillons ont t transport s l unit de traitement traditionnel de l amidon appel e Rallanderia situ e dans la municipalit de Mondomo une altitude de 1300 m dans le d partement du Cauca Dans cette Rallanderia chaque vari t a t extraite s par ment et pes e avant et apr s l extraction afin de d terminer le rendement du proc d Le proc d d extraction a t r alis de la fa on suivante 1 Lavage et pluchage cette op ration est r alis e pendant environ 10 minutes dans un tambour rotatif cylindrique et horizontal soumis un d bit d eau constant entre 9 1 et 9 3 L d eau par kg d amidon 12 d humidit Da et al 2012 La capacit du tambour est entre 131 184 kg de mati re entrante pulpe par heure Da et al 2012 L pluchage permettant d liminer les corces externes et internes de la racine de manioc est r alis par 40 le frottement des racines les unes contre les autres et contre
245. of flour and starch of Five cassava varieties Journal of the Science of Food and Agriculture 72 3 329 336 Morrison W R amp Karkalas J 1990 Starch In P M Dey amp J B Harborne Eds Methods in Plant Biochemistry Vol 2 pp 323 352 New York USA Academic Press doi http dx doi org 10 1016 B978 0 12 461012 5 50015 X Morrison W R amp Karkalas J 1996 Molecular biology In J A Bryant Ed Methods in Plant Biochemistry p 126 Virginia U S A Academic Press doi http dx doi org 10 1016 B978 0 12 461012 5 50001 X Mutungi C Onyango C Doert T Paasch S Thiele S Machill S Rohm H 2011 Long and short range structural changes of recrystallised cassava starch subjected to in vitro digestion Food Hydrocolloids 25 3 477 485 doi http dx doi org 10 1016 j foodhyd 2010 07 023 Nakamura I M amp Park Y K 1975 Some physico chemical properties of fermented cassava starch polvilho azedo Starch St rke 27 9 295 297 doi DOI 10 1002 star 19750270904 Newport Scientific 2001 Rapid Visco Analyser Series 4 RVA 4 Installation and operation manual p 45 Warriewood Australia Newport Scientific Niba L L Bokanga M M Jackson F L Schlimme D S amp Li B W 2002 Physicochemical properties and starch granular characteristics of flour from various Manihot esculenta cassava genotypes Journal of Food Science 67 5 1701 1705 doi DOI 10 1111 j 1
246. ointage est la premi re tape de fermentation de la p te en masse Ce proc d est d compos en quatre phases le pointage en tant que tel la division le boulage et la d tente Landraf 2002 Le premier objectif du pointage est de donner de la force la p te en d veloppant le r seau du gluten qui devient alors plus ferme plus lastique et plus extensible Le tissu glutineux ainsi form peut retenir le dioxyde de carbone Le deuxi me objectif du pointage est de favoriser le d veloppement des ar mes du pain La division est le proc d dans lequel la masse de p te initiale est fractionn e en patons de masse d termin e en fonction du produit fini d sir baguette b tard pain Le boulage est l op ration apr s la division o les p tons sont remis en forme de petites boules de p te La d tente est la mise au repos des p tons 2 3 1 3 L appr t L appr t est la deuxi me tape de fermentation appliqu e aux patons boul s Ce proc d est d compos en deux phases le fa onnage et l appr t Landraf 2002 Le fa onnage consiste a donner sa forme finale au pain L appr t consiste a laisser fermenter et gonfler les patons fa onn s de pr f rence temp rature et humidit relative contr l es 2 3 1 4 La cuisson La cuisson du pain est r alis e environ 250 C Le four doit tre pr chauff car une certaine quantit de chaleur est perdue l introduction des patons La cuiss
247. om tri UV ennemies 94 41 2 Structure mol culaire des amidons sn 96 41 21 Viscosit Intrins que 4 52 urine A den a NEEE Ea 96 4 1 2 2 Teneur en groupements carbonyle et carboxyle 4 1 2 2 1 Teneur en groupements carbonyle 4 1 2 2 2 Teneur en groupements carboxyle 4 1 2 3 Analyse structurale par spectroscopie infrarouge transform e de Fourier ATR FTIR TEA T EA N Re A AA E E A aa A oe ne ane iis ne 104 4 1 3 Structure supramol culaire des amidons propri t s des granules 106 4 1 3 1 Microscopie lectroniques cscisc a Gn 106 41 32 Jaille des zanule ee ne A 110 4 1 3 3 Cristallinit par diffraction aux rayons X 4 1 4 Propri t s theriqusssssss 4 1 5 Conclusion partielle Caract risation physico chimique et structurelle des amidons de manioc natifs et ferment s s ch s au soleil 117 42 Caract risation fonctionnelle des amidons de manioc natifs et ferment s s ch s o f 119 421 Capacit de panifieatiiiiiiiieee 119 4 2 1 1 Formulation avec du HPMC et sans lipides 119 4 2 1 2 Formulation boulang re avec pr g latinisation et lipides 122 4 2 1 3 Comparaison entre la formulation avec pr g latinisation et lipides et la formulation avec HPMC sans lipides antenne aber dn avait 127 4 2 2 Comportement d empesage RVA idees 127 4 2 3 Liens entre propri t s physico chimiques structurelles et fonctionnelles 132 4 2 3 1 Effet de l
248. on contenu dans le noyau des granules n est pas affect e D autre part d montrer que la viscosit intrins que des g notypes d altitude diminue apr s traitements puisque l amidon contenu dans les granules est partiellement hydrolys ce qui r duit sa masse mol culaire Analyse des r sultats Le Tableau 18 rassemble les r sultats de la viscosit intrins que de 7 g notypes d amidon de manioc soumis 4 traitements NO NS FO et FS 96 Les valeurs moyennes de viscosit intrins que montrent la s quence suivante NO gt FO NS gt FS ce qui est comparable aux r sultats de la litt rature Bertolini Mestres Colonna et al 2001 Bertolini et al 2000 Bertolini Mestres Raffi et al 2001 Marcon et al 2009 Mestres amp Rouau 1997 Les valeurs mesur es de viscosit intrins que diff rent de la litt rature ce qui peut s expliquer par les traitements sp cifiques NS FO FS subis par les chantillons ainsi que par certaines diff rences dans le protocole de mesure Bertolini Mestres Colonna et al 2001 Bertolini et al 2000 Bertolini Mestres Raffi et al 2001 Marcon et al 2009 Mestres amp Rouau 1997 Tableau 18 Viscosit Intrins que des amidons natifs ferment s et ou s ch s au soleil G notype Plaine HMC 1 CM4574 7 Altitude CM7138 7 SM7591 5 Cumbre 3 SM707 17 SM1495 5 Plaine Altitude Tous Viscosit Intrins que mL g Traitements 7 NO 7
249. on dure typiquement entre 40 et 60 minutes selon la taille des pains cuire 2 3 1 5 Comparaison entre la panification du bl et de l amidon aigre de manioc Pour la panification des c r ales en particulier du bl une p te visco lastique est form e gr ce au p trissage de la farine et de l eau La p te visco lastique a la capacit de retenir le CO produit par les levures lors de la fermentation ainsi que l air enferm dans la p te pendant le p trissage La p te retient le gaz en raison de la lente vitesse de diffusion du CO travers les parois des alv oles de la p te emp chant sa lib ration dans l atmosph re 32 Bertolini 2000 Les mat riaux visco lastiques alimentaires pouvant retenir des gaz sont g n ralement des polym res et des r seaux de polym res Ils peuvent tre des prot ines comme le gluten dans le pain de bl des polysaccharides non amylac s tels que les pentosanes dans le pain de seigle ou encore des exopolysaccharides issus de microorganismes souvent ajout s dans les recettes de pain sans bl par exemple le dextran Mestres Rouau Zakhia amp Brabet 1996 Contrairement au bl l amidon aigre de manioc ne contient pas de gluten ou autres polym res part l amidon Sa panification est donc nettement diff rente et repose sur l expansion de bulles de vapeur d eau retenues par le r seau de mol cules d amidon seules La production de CO par fermentation n est pas n
250. on modifi s ont t analys s car la teneur en amylose est peu 86 influenc e par les diff rents traitements selon Franco et al 2010 Les teneurs en amylose obtenues dans cette tude sont en accord avec la litt rature Ceballos et al 2008 Onitilo et al 2007 Sanchez et al 2009 Tableau 14 Teneur en amylose des amidons natifs NO G notype Teneur en amylose Plaine HMC 1 21 7 0 4 9 CM6438 14 19 6 0 3 CM4574 7 21 6 0 8 Altitude CM7436 7 19 3 0 1 CM7438 14 20 1 0 3 SM1498 4a 18 7 0 1 CM7138 7 17 6 0 1 SM7591 5 18 5 0 2 Cumbre 3 16 7 0 5 SM707 17 15 7 0 0 SM1495 5 16 0 0 3 SM1058 13 19 3 0 5 Tambo 4 16 7 0 1 Plaine 21 2 1 1 Altitude 18 0 1 5 Tous 18 8 2 0 Y Valeurs obtenues partir des analyses DSC ah Les diff rentes lettres dans chaque rang e indiquent les diff rences significatives en p lt 0 05 Fisher Les carts types sont indiqu s entre parenth ses L altitude semble tre un facteur d terminant de la teneur en amylose La teneur moyenne en amylose des g notypes de plaine 21 2 est significativement plus lev e que celle d altitude 18 0 Une explication possible serait une diff rence de la biosynth se de l amidon diverses altitudes li e des activit s enzymatiques diff rentes du fait des temp ratures distinctes dans les deux localit s D autre part la diversit g notypique peut galement jouer un r le important e
251. ondeur de p n tration d environ 2 pm cons cutive aux traitements Mina Valadez Gonzalez Herrera Franco Zuluaga amp Delvasto 2011 et Mutungi et al 2011 La spectroscopie Moyen Infrarouge Principe Le principe de la spectroscopie infrarouge est de mesurer diff rentes longueurs d ondes l absorption de rayonnement infrarouge travers le mat riau tudi Les informations apport es sont de nature vibrationnelle car l absorption infrarouge implique des transitions entre des niveaux d nergie vibrationnels Essendoubi 2007 L esp ce mol culaire qui interagit avec le rayonnement lectromagn tique incident peut tre assimil e un syst me oscillant cf Figure 17 Mp M 4 ry rp G 1 p RE Figure 17 Repr sentation sch matique d une mol cule diatomique MA et Mg sont les masses des deux atomes r et rg les distances entre le centre de chaque atome et le centre de gravit de la liaison G les deux masses sont reli es par un ressort de constante de raideur k repr sentant la liaison chimique entre les deux entit s 53 De mani re tr s sch matique l absorption du faisceau incident est soumise deux conditions principales Le syst me oscillant doit tre caract ris par un moment dipolaire permanent tel a 0 dr r rc j a La fr quence du photon incident doit correspondre la fr quence de r sonance de que loscillateur Lorsque ces deux conditions sont respect es
252. ons de plaine et d altitude La baisse de pH apr s fermentation est similaire pour les deux cat gories d chantillons cf exemple d une vari t de plaine et deux d altitude Figure 37 90 E NO ENS m FO mFS pH O e N Ww A UT DN WO O HMC 1 SM7591 5 Cumbre 3 G notypes Figure 37 pH de 3 g notypes d amidon du manioc lors de 4 traitements NO NS FO et FS Concernant les diff rences entre plaine et altitude seul le traitement FO induit une diff rence significative en termes de pH avec un pH moyen de 3 5 et 4 3 respectivement pour les deux cat gories Une variabilit importante du pH a t observ e entre diff rentes vari t s quel que soit le traitement Figures 38 39 40 et 41 D autre part la variabilit du pH est vidente entre les diff rents traitements Apr s fermentation le pH des chantillons diminue de 2 8 jusqu 4 8 unit s pH par rapport au traitement natif Par contre le s chage au soleil augmente entre 0 2 et 1 2 unit s le pH des amidons ferment s s ch s au four sauf 2 exceptions SM1495 5 et SM1058 13 o le pH diminue de 0 02 et 0 18 respectivement Finalement aucune corr lation n a pu tre identifi e entre la capacit de panification recette boulang re et recette HPMC et les mesures de pH Le pH ne permet donc pas de pr dire le pouvoir de panification selon nos r sultats En revanche Marcon et al 2011 ont trouv une bonne corr lation entre le pH et u
253. ontent is not influenced by the different treatments according to Franco et al 2010 The amylose contents obtained in this study were in agreement with literature Ceballos et al 2008 Onitilo et al 2007 Sanchez et al 2009 Altitude appeared to be a determining factor for amylose content with the lowland genotypes average 21 2 being sig nificantly higher than highland genotypes 18 0 A possible explanation could be a difference in starch biosynthesis at differ ent altitudes linked to different enzyme activities probably related to the differences in temperature at the two locations as well as genetic diversity A high variability in amylose content was found between geno types Hence genotype effect was noticeable as confirmed by a Fisher test Table 3 and a cluster analysis not shown These tests showed three groups i a low amylose group including 4 genotypes Cumbre 3 SM707 17 SM1495 5 and Tambo 4 ranging from 15 7 to 16 7 ii an intermediate group includ ing 7 genotypes CM6438 14 CM7436 7 CM7438 14 SM1498 4a CM7138 7 SM7591 5 and SM1058 13 ranging from 17 6 to 20 1 and iii a high amylose group with 2 genotypes HMC 1 and CM4574 7 at 21 6 and 21 7 The four genotypes in the low amylose group matched those in the high breadmaking abil ity group Hence lower amylose contents appeared to improve breadmaking ability which may be related to the formation of less amylose lipid complexes in low amylose s
254. ooth pea and waxy maize starches Journal of Agricultural and Food Chemistry 5 925 930 doi DOI 10 1021 jf00113a029 Biliaderis C G Maurice T J amp Vose J R 1980 Starch gelatinization phenomena studied by differential scanning calorimetry Journal of Food Science 45 6 1669 1674 doi 10 1111 j 1365 2621 1980 tb07586 x Biliaderis C G amp Zawistowsi J 1990 Viscoelastic behavior of aging starch gels effects of concentration temperature and starch hydrolysates on network properties Cereal chemistry 67 3 240 246 Blanshard J M V 1987 Starch granule structure and function a physicochemical approach In T Galliard Ed Starch Properties and Potentials pp 17 54 Chichester John Wiley Blazek J amp Gilbert E P 2010 Effect of enzymatic hydrolysis on native starch granule structure Biomacromolecules 11 12 3275 3289 doi 10 1021 bm101124t Bloksma A H 1990 Rheology of the breadmaking process Cereal foods world 35 2 228 236 Brabet C 1994 Etudes des m canismes physico chimiques et biologiques responsables du pouvoir de panification de l amidon ferment de manioc Universit Montpellier II Th se de doctorat Brabet C Chuzel G Dufour D amp Raimbault M 1996 Improving cassava sour starch quality in Colombia In D Dufour G M O Brien amp R Best Eds Cassava flour and Starch Progress in research and development pp 241 246 Cali Colombia CIAT CIRAD
255. oppement selon le protocole donn par Bertolini Mestres amp Colonna 2000 Une prise d essai de 11 g d amidon soit 51 6 du poids de la p te totale en mati re s che m s a t m lang e avec 1 3 g d HPMC Acros Organics 24402 et 9 g d eau distill e 42 3 du poids de la p te totale et homog n is e dans une capsule en aluminium diam tre 64 mm hauteur 18 mm et paisseur 0 1 mm La gamme de teneurs en eau de diff rents chantillons test s est comprise entre 6 et 15 La masse d eau distill e a t ajust e pour chaque amidon pour tenir compte de sa teneur en eau Les capsules contenant la p te ont t cuites au four 243 C pendant 15 minutes puis refroidies pendant 20 minutes temp rature ambiante Les poids et volumes des pains ont t mesur s avec une balance et un pycnom tre utilisant des graines de chou fleur La 44 capacit de panification a t calcul e par le rapport volume du pain poids du pain mL g Les moyennes sur 3 r plicas ont t calcul es Le four utilis pour ces exp riences est un four HMI Thirode EMERAUD III gaz lectrique 3 3 1 2 Formulation avec pr g latinisation et en pr sence de lipides Ce protocole de panification reproduit une formulation boulang re traditionnellement utilis e en Colombie correspondant une formulation avec pr g latinisation de l amidon et ajout de lipides Les lipides ont la capacit de former des complexes avec l amylos
256. oration Shimelis E A Meaza M amp Rakshit S 2006 Physico chemical properties pasting behavior and functional characteristics of flours and starches from improved bean Phaseolus vulgaris L varieties grown in east africa Agricultural Engineering 8 1 18 Shirai M A Haas A Ferreira G F Matsuguma L S Franco C M L amp Demiate I M 2007 Caracteristicas fisico quimicas e utiliza o em alimentos de amidos modificados por tratamento oxidativo Food Science and Technology Campinas 27 239 247 doi http dx doi org 10 1590 S0101 20612007000200005 Shore K 2002 Decades of cassava research bear fruit Gene Conserve 1 1 4 Sigma Aldrich 2007 Complex carbohydrate analysis enzymes kits and reagents Biofiles 2 3 29 163 Silverstein R M Bassler G C amp Morrill T C 1998 Identification spectrom trique de compos s organiques 1 re ed p 420 Bruxelles De Boeck Simsek S Baek H Hareland G Ohm J B amp Eun Jung L 2011 Effect of hydroxypropyl methylcellulose on breadmaking Cereal Crops Research 136 Sing K S W Everett D H Haul R A W Moscou L Pierotti R A Rouquerol J amp Siemieniewska T 1985 Reporting physisorption data for gas solid systems with special reference to the determination of surface area and porosity recommendations 1984 Pure and applied chemistry 57 4 603 619 doi 10 1002 9783527610044 hetcat0065 Singh J Ka
257. os e concentration en glucose ug mL 0 9 facteur de conversion du glucose en amidon V volume r actionnel au d part mL m masse de substrat pes mg MS pourcentage de mati re s che du produit Pour chaque chantillon 3 mesures ont t effectu es La figure suivante Figure 34 montre le sch ma du protocole de digestibilit enzymatique utilis Hydrolyse enzymatique D amp a Dispersion Homog n isation Incubation avec PPA chantillons tampon pH 7 20min a 37 C agitation horizontale Y Pr l vement 1 2 3 5 6 et 24 heures Dossage Lecture au spectro absorbance a 510 nm asi Calcul du Hydrolyse 4 substrat amylac Figure 34 Sch ma du protocole d hydrolyse enzymatique 81 3 3 14 Observations par microscopie lectronique La fermentation peut endommager ou modifier la surface des granules d amidon Camargo et al 1988 Plata Oviedo amp Camargo 1998 Des observations l aide d un microscope lectronique balayage permettront de v rifier l tat de la surface des granules apr s fermentation Principe La microscopie lectronique balayage MEB est largement utilis e pour observer les modifications de la structure des granules d amidon par exemple au cours d un proc d Par ailleurs le diam tre l tat de surface et la morphologie des granules d amidon peuvent tre tudi s par cette technique Matos Segura amp Perez Sira
258. ournal of Cereal Science 10 2 123 138 doi http dx doi org 10 1016 S0733 5210 89 80041 4 Ruste J 2013 Microscopie lectronique a balayage Principe et quipement Techniques de l ing nieur Techniques d analyse par imagerie 21 Sahin S amp G l m Sumnu S 2006 Physical properties of foods p 267 New York USA Springer Sanchez T Salcedo E Ceballos H Dufour D Mafla G Morante N Moreno I X 2009 Screening of starch quality traits in cassava Manihot esculenta Crantz Starch St rke 61 1 12 19 doi 10 1002 star 200800058 Sandstedt R M 1961 The function of starch in baking of bread Baker s Digest 35 36 44 Sarikaya E Higasa T Adachi M amp Mikami B 2000 Comparison of degradation abilities of a and f amylases on raw starch granules Process Biochemistry 35 7 711 715 doi http dx doi org 10 1016 S0032 9592 99 00133 8 Sarko A amp Zugenmaier P 1980 Crystal structures of amylose and Its derivatives In A D French amp K H Gardner Eds Fiber Diffraction Methods Vol 141 pp 459 482 Washington USA American Chemical Society doi doi 10 1021 bk 1980 0141 ch028 Sasaki T Yasui T amp Matsuki J 2000 Effect of amylose content on gelatinization retrogradation and pasting properties of starches from waxy and nonwaxy wheat and their F1 seeds Cereal Chemistry Journal 77 1 58 63 doi 10 1094 CCHEM 2000 77 1 58 Schulz H amp Baranska M
259. par la relation empirique de Mark Houwink Sakurada 7 KM 11 Ou K et a sont constantes qui ne d pendent que de la nature du polym re et du solvant et de la temp rature Les valeurs d a sont comprises entre 0 5 et 0 8 pour les polym res flexibles et entre 1 00 et 1 81 pour les polym res rigides Pour les macromol cules flexibles la relation pr cise entre nl et M peut s crire 7 9R M 12 Ou 2 5 x 10 constante universelle sans dimension la constante de Flory Rg cm rayon de giration de la macromol cule Protocole Une solution 3 d amidon m s a t pr par e par dissolution de l amidon dans une solution d hydroxyde de potassium KOH 5 mol L Cette solution a t chauff e dans un bain thermostat a 95 C pendant 10 min Puis les chantillons ont t maintenus sous agitation magn tique pendant 20 heures 10 min dans une pi ce temp rature contr l e a 22 C 0 5 C La solution r sultante a t centrifug e a 10000 rpm pendant 5 min Le surnageant 2 mL a t pr lev et dilu dans 28 mL d eau distill e pour r duire la concentration de KOH a 0 33 mol L et la concentration d amidon a 2 mg mL La solution dilu e a t filtr e travers un filtre seringue diam tre des pores 0 45 pm 10 mL de la 67 solution filtr e ont t recueillis pour r aliser une dilution en s rie avec de l eau distill e Tableau 11 Les concentrations obtenu
260. perties of sour cassava starch is expected to open new avenues for developments of gluten free ingredients for bakery products bread pizza dough etc and expanded snacks based on cassava starch Acknowledgments The authors want to acknowledge the following contributions SENESCYT of Ecuador government for providing funding for a doc toral fellowship CIRAD CIAT and UM1 for providing funding and facilities for laboratory work Agn s Rolland Sabat INRA France Sandra Hill University of Nottingham UK Olivier Gibert and Christian Mestres CIRAD France for their contributions to scien tific discussions on molecular size thermal analyses and granule structure Julien Ricci and Fran oise Matencio CIRAD France for technical support Gustavo Jaramillo from the cassava breeding project at CIAT for the development and availability of improved cassava germplasm both for highland and lowland environments Bertolini A C Mestres C amp Colonna P 2000 Rheological properties of acidified and UV irradiated starches Starch Starke 52 10 340 344 Bertolini A C Mestres C Colonna P amp Ram 2001 Free radical formation gamma irradiated cassava starch Cardohywtrate Polymers 44 3 Bertolini A C Mestres C Lourdin D Valle G D amp Colonna P 2001 Rela tionship between thermomechanical properties and baking expansion of sour cassava starch Polvilho azedo Journal of the Science of Food and
261. pes d coulant de la distance moyenne entre un point dans un groupe et un point dans l autre groupe Le logiciel Statistica v7 1 StatSoft Maison Alfort FRANCE a t utilis 3 4 3 Analyse en composantes principales ACP L ACP est utilis e afin d identifier des groupes d chantillons ayant des caract ristiques similaires 84 L ACP consiste convertir des variables discr tes en coefficients non corr l es entre eux qui s appelleront composantes principales Ces nouvelles variables vont tre projet es dans un nouveau syst me d axes dans lequel la variance la plus lev e sera repr sent e par le premier axe ou premi re composante principale la deuxi me variance plus importante associ e au deuxi me axe etc Classiquement ces deux axes expliqueraient la majeure partie de la variance des variables initiales pour l interpr tation des r sultats Pearson 1901 Le logiciel The Unscrambler X 10 2 Camo a t utilis 85 IV R SULTATS ET DISCUSSION 4 1 Caract risation physico chimique et structurelle des amidons de manioc natifs et ferment s s ch s au soleil 4 1 1 Composition chimique 4 1 1 1 Teneur en amylose Objectif D terminer la teneur en amylose des diff rents g notypes Montrer l influence du lieu g ographique et de la vari t sur cet indicateur Analyse des r sultats Les teneurs en amylose des chantillons NO sont indiqu es dans le Tableau 14 Seuls les chantillons n
262. poth se selon laquelle le traitement de fermentation endommage toute la structure des granules d amidon des g notypes d altitude couches externes et noyau et seulement les couches externes des granules des g notypes de plaine D montrer que les granules des g notypes d altitude endommag s dans toute leur structure sont plus sensibles l hydrolyse enzymatique que les g notypes de plaine Analyse des r sultats Les r sultats de digestibilit enzymatique sont indiqu s dans la Figure 69 et le Tableau 28 Le pourcentage moyen massique d hydrolyse i e par 100 g de substrat amylac 24 heures a t retenu comme crit re pour valuer les effets de l hydrolyse sur les diff rents chantillons 7 g notypes 2 de plaine et 5 d altitude soumis 3 traitements NO FO et FS ont t tudi s Hydrolyse de l amidon de pomme de terre Nous avons utilis lhydrolyse de l amidon de pomme de terre comme valeur r f rence t moin Une moyenne de 22 2 a t obtenue Cette valeur est plus lev e que celle obtenue par d autres quipes sur le m me type d amidon En effet Valetudie et al 1993 Planchot Colonna Gallant amp Bouchet 1995 et Varatharajan et al 2011 indiquent respectivement des pourcentages d hydrolyse de 14 9 et 7 Ces diff rences pourraient tre interpr t es par l utilisation de diff rents chantillons d amidon et ou protocoles Signalons qu au bout de 72 heures d hyd
263. ppenecker G amp Zugenmaier P 1981 Detailed refinement of the crystal structure of Vh amylose Carbohydrate Research 89 1 11 19 doi http dx doi org 10 1016 S0008 6215 00 85225 8 Rasper V Rasper J amp Mabey G 1974 Functional properties of nonwheat flour substitutes in composite flours I the effect of non wheat starches on composite dough Food Technology 7 86 92 Relkin P 2006 Microcalorim trie balayage DSC Application agroalimentaire In Techniques de l ing nieur pp 1 16 Paris France Techniques de l ing nieur Rickard J E Asaoka M amp Blanshard J M V 1991 The physicochemical properties of cassava starch Tropical Science 31 2 189 207 Robin J P 1976 Comportement du grain d amidon a l hydrolyse acide m nag e Etude physico chimique enzymatique de la fraction insoluble Contribution a la connaissance de la structure de l amylopectine Universit Pierre et Marie Curie Th se de doctorat d tat Robyt J F 1984 Enzymes in the hydrolysis and synthesis of starch In R L Whistler J N BeMiller amp E F Paschall Eds Starch chemistry and technology 2nd ed pp 87 124 Orlando Fl Academic Press Rocha T de S Carneiro A P de A amp Franco C M L 2010 Effect of enzymatic hydrolysis on some physicochemical properties of root and tuber granular starches Ci ncia e Tecnologia de Alimentos 30 544 551 doi http dx doi org 10 1590 S0101 20612
264. principales PC1 et PC2 expliquent respectivement 53 et 19 de la variation totale La repr sentation de l espace des individus Figure 66a confirme l effet plus marqu de la fermentation par rapport au s chage au soleil tant donn que les chantillons NO et NS apparaissent m lang s dans un m me groupe alors que les chantillons FO et FS sont s par s le long de la premi re composante principale PC1 N anmoins la synergie entre la fermentation et le s chage au soleil a galement t confirm avec des chantillons FS nettement s par s tandis que les chantillons FO se trouvent proximit du groupe d chantillons NO NS D autre part un effet diff rentiel de la fermentation a t observ selon l altitude de la culture avec une s paration des chantillons ferment s de plaine et d altitude FO et FS le long du PC2 La repr sentation de l espace des variables Figure 66b confirme les observations pr c dentes en particulier la plus petite taille des granules d amidon des g notypes de plaine ferment s la temp rature d empesage plus lev e PT des g notypes de plaine la diminution de la viscosit RVA PV2 FV au cours des traitements de NO FS la breakdown lev e et la meilleure capacit de panification BM des chantillons d altitude FS Cette derni re observation a confirm l utilisation potentielle de la breakdown RVA en tant que param tre pr dictif de la capacit de panificat
265. qualit du produit final Onitilo et al 2007 Shimelis et al 2006 Lorsque la temp rature augmente les granules gonflent augmentant la viscosit de la p te jusqu atteindre le pic de viscosit maximal Adeyemi amp Beckley 1986 Dans le cas des amidons de manioc deux pics de viscosit successifs sont souvent observ s Escobar et al 2009 100 1100 1000 900 FEV Ne ee ete 80 N o l 3 Temperature C D oO Viscosit cP fe S BD PV2 HS RBD BD PV2 x 100 300 250 SB FV HS 20 RSB SB FV x HS D 100 CA tPV2 PT JPA Pv 1 0 1 3 4 5 6 7 8 9 11 12 13 14 15 16 17 18 20 21 Temps min Figure 27 Viscoamylogramme et param tres de viscosit associ s d un chantillon d amidon de manioc Breakdown Le breakdown indique la chute de viscosit en fin de cuisson Limpisut amp Jindal 2002 et refl te l affaiblissement de la structure des granules d amidon apr s leur gonflement au cours de la g latinisation Krishna Kumari amp Thayumanavan 1998 cit par Lawal 2004 Un breakdown lev est li une faible capacit des chantillons r sister aux contraintes de cisaillement Akanbi Ade Omowaye Ojo amp Adeyemi 2003 Erdogan amp Gurses 2005 Pour comparer des amidons tr s diff rents par leur viscosit le relative breakdown peut apporter des informations
266. que d adaptation l un des environnements aboutit de faibles rendements l hectare et rend peu r alistes ces exp rimentations du point de vue de la production agricole Les essais en champs tant relativement co teux en temps de culture gestion des parcelles etc il n a pas t possible d effectuer toutes les exp rimentations souhaitables bien que cette approche limite le nombre de contr les et ne permette pas de s parer enti rement les diff rences g notypiques et environnementales gt Valle del Cauca a Colombie eke _ Morales f NP T 1700 m Popayan lt Cauca Colomibie Figure 11 Situation g ographique des lieux de culture des plants de manioc en Colombie 39 Le tableau suivant Tableau 10 r sume les caract ristiques d origine et de culture des chantillons Tableau 10 Caract ristiques d origine et de culture des chantillons G notypes Lieude Altitude gedela P riode de Rendement Rendement culture plante la r colte de la plante de l amidon r colte t ha Plaine HMC 1 Jamundi 1000 m 12 mois oct 09 32 9 15 1 CM6438 14 Aer 41 4 15 9 CM4574 7 40 2 16 7 Altitude CM7438 14 Morales 1700 m 15 mois nov 09 15 8 24 6 CM7436 7 Cauca 8 9 23 2 SM1498 4a 27 8 22 3 CM7138 7 4 5 SM7591 5 18 8 18 5 Cumbre 3 17 9 23 6 SM707 17 23 1 21 9 SM1495 5 41 2 21 0 SM1058 13 15 8 19 6 Tambo 4 17 4 20 8 La projection du rendeme
267. r des particules Techniques de l ing nieur Optique physique 14 Gernat C Radosta S Damaschun G amp Schierbaum F 1990 Supramolecular structure of legume starches revealed by X ray scattering Starch Stdrke 42 5 175 178 doi 10 1002 star 19900420504 Gidley M J 1985 Quantification of the structural features of starch polysaccharides by n m r spectroscopy Carbohydrate Research 139 85 93 doi http dx doi org 10 1016 0008 6215 85 90009 6 Godon B Popineau Y amp Ducarouge F 1981 Diff rences d hydrophobicit de surface des gliadines de deux vari t s de bl dur de bonne et de mauvaise qualit Agronomie 1 2 77 82 doi 10 1051 agro 19810202 Gomes A M M Mendes da Silva C E amp Ricardo N M P S 2005 Effects of annealing on the physicochemical properties of fermented cassava starch polvilho azedo Carbohydrate Polymers 60 1 1 6 doi http dx doi org 10 1016 j carbpol 2004 11 016 Grosmaire L Reyn s C amp Sabatier R 2013 Joint selection of wavenumber regions for MidIR and RAMAN spectra and variables in PLS regression using Genetic Algorithms Journal de la Soci t Francaise de Statistique 154 3 80 94 Guerra Dias A R Zavareze E da R Elias M C Helbig E da Silva D O amp Ciacco C F 2011 Pasting expansion and textural properties of fermented cassava starch oxidised with sodium hypochlorite Carbohydrate Polymers 84 1 268 275 doi http
268. raction method water concentration and heating rate Journal of Food Engineering 62 4 337 344 doi http dx doi org 10 1016 S0260 8774 03 00248 6 Sriroth K Piyachomkwan K Wanlapatit S amp Oates C G 2000 Cassava starch technology the Thai experience Starch St rke 52 12 439 449 doi 10 1002 1521 379X 200012 52 12 lt 439 AID STAR439 gt 3 0 C0 2 E Sriroth K Piyachomwan K Sangseethong K amp Oates C 2002 Modification of cassava starch In Paper presented at X International Starch Convention 11 14 June 2002 p 14 Cracow Poland Sriroth K Santisopasri V Petchalanuwat C Kurotjanawong K Piyachomkwan K amp Oates C G 1999 Cassava starch granule structure function properties influence of time and conditions at harvest on four cultivars of cassava starch Carbohydrate Polymers 38 2 161 170 doi http dx doi org 10 1016 S0144 8617 98 00117 9 Stampfli L amp Nersten B 1995 Emulsifiers in bread making Food Chemistry 52 4 353 360 doi http dx doi org 10 1016 0308 8146 95 93281 U Stapleton G 2012 Global starch market outlook and competing starch raw materials for starches by product segment and region In Cassava Starch World 2012 Centre for Management Technology CMT Phnom Penh Cambodia Stevens D J amp Elton G A H 1971 Thermal properties of the starch water system part I measurement of heat of gelatinisation by differential scanning calorimetry Starc
269. ravaux effectu s en observation par microscopie lectronique signalent des d gradations superficielles de moins de 1 des granules d amidon de manioc apr s fermentation Camargo et al 1988 Plata Oviedo amp Camargo 1998 Utiliser d autres techniques plus sensibles pourrait permettre de d tecter la d gradation des granules d amidon due la fermentation Par exemple la d termination de la surface sp cifique du granule d amidon par adsorption du gaz BET pourrait caract riser de 147 fa on plus fine la porosit dans l amidon de manioc natif et hydrolys Chen Huang Tang Chen amp Zhang 2011 galement des observations haute r solution de la surface et de la structure interne des granules peuvent tre effectu es par Microscopie Force Atomique comme l ont montr Juszczak Fortuna amp Krok 2003 dans un travail sur l amidon de manioc 3 Perspectives 3 1 R le de l amylopectine pour la capacit de panification Les r sultats de viscosit intrins que ainsi que les travaux ant rieurs indiquent que l amylopectine est partiellement d grad e au cours du traitement de fermentation irradiation Toutefois les param tres DSC ainsi que les r sultats de diffraction par rayons X d un nombre limit d chantillons r v lent que ces traitements n ont pas modifi la structure cristalline de l amidon de manioc Bertolini Mestres Raffi et al 2001 Des travaux compl mentaires de diffr
270. rboxyle Guerra Dias et al 2011 les propri t s thermom caniques de la pate de l amidon Bertolini Mestres Lourdin et al 2001 les longueurs d onde et temps d exposition optimaux Bertolini Mestres Raffi et al 2001 Vatanasuchart Naivikul Charoenrein amp Sriroth 2005 Les r sultats de ces tudes sugg rent que l amidon est d grad hydrolys partiellement lors de la fermentation et que le s chage au soleil joue un r le cl dans la capacit de panification Cependant la nature de ces modifications n a pas t encore compl tement lucid e Bertolini Mestres Lourdin et al 2001 Dufour et al 1995 Marcon et al 2009 Deux hypoth ses ont t sugg r es pour expliquer la relation entre la d gradation de l amidon et la capacit de panification Tout d abord au niveau mol culaire la formation de radicaux libres par exposition aux UV pourrait oxyder et finalement d polym riser l amidon Bertolini et al 2000 Bertolini Mestres Lourdin et al 2001 Demiate et al 2000 Guerra Dias et al 2011 Marcon et al 2009 Mestres amp Rouau 1997 avec ventuellement un effet catalytique des acides organiques acide lactique en particulier produits au cours de la fermentation Deuxi mement au niveau supramol culaire la structure du grain d amidon serait alter e au cours de la fermentation modifiant le comportement lors de la g latinisation Camargo et al 1988 Dufour et al 1995 Gomes et
271. refore amylose lipid complexes may have formed and inhibited swelling as reported by Tester and Morrison 1992 in contrast to other studies using recipes without added lipids Highland genotypes displayed higher significant average values of loaf expansion than lowland s regardless of the treatments NO FO NS and FS treatments of highland genotypes were 16 8 18 9 30 2 and 19 1 significantly higher than those of lowland s respec tively In lowland genotypes only FS improved breadmaking 214 significantly higher than NO In highland both NS and FS improved breadmaking 40 and 223 significantly higher than NO respectively In this work the fermentation process FO alone did not improve the breadmaking ability in agreement with a pre vious study by Demiate et al 2000 and in contradiction with a study by Bertolini et al 2000 who found a significant improve ment in breadmaking after treatment by lactic acid mimicking the fermentation process In conclusion highland genotypes appeared more sensitive to sun drying NS and FS than lowland ones and the latter were sensitive to the UV irradiation only after fermentation Cluster analysis and a Fisher test not shown carried out on the FS samples confirmed the high variability between samples in terms of breadmaking ability A clear genotype effect was found and two main groups were identified as follows The high breadmaking ability group includes 4 genotypes Cumbre 3 171
272. rolyse le pourcentage d hydrolyse du t moin est de 50 6 et n atteint pas un plateau asymptotique sur la courbe d hydrolyse en fonction du temps Les tudes de Varatharajan et al 2011 ont montr un pourcentage d hydrolyse de 15 pour l amidon de pomme de terre natif et ceci galement sans arriver a un plateau D apr s Uthumporn Shariffa amp Karim 2012 amidon de pomme de terre pr sente une r sistance lev e l amylolyse due sa teneur lev e en doubles h lices d amylose et la longueur de cha nes de l amylopectine L amidon de pomme de terre a t choisi comme r f rence car il est l amidon le plus utilis dans les analyses d hydrolyse enzymatique Le temps important consacr la mise au point de ce protocole de digestibilit enzymatique et l analyse de nos vari t s d amidon nous ont emp ch de travailler avec plus d chantillons de r f rence de diff rentes origines botaniques pour avoir une gamme de valeurs de r f rence 140 Q o 2 a b g 90 8 90 r S Z 80 Z 80 70 70 60 Pomme de terre z 60 2 3 50 HMC 1 NO 3 50 Pomme de terre e pe TES CM4574 7 NO 40 CM4574 7 FO S 30 er HMC 1 FS 5 30 CM4574 7 FS S 20 2 20 5 10 5 10 o 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Temps min Temps h _ 100 100 c go d J 90 8 8 5 80 Z 80 E 5 70 70 3 60 Pomme de terre a 60 Pomme d
273. s 2002 L amidon se pr sente sous forme de granules dans les cellules des plantes Jane 2006 Zobel 1988a 1988b Cette macromol cule fournit 70 80 des calories consomm es par les tres humains dans le monde BeMiller amp Whistler 2009 Thomas amp Atwell 1988 2 1 1 Structure de l amidon 2 1 1 1 Structure mol culaire de l amidon Chimiquement l amidon est un polym re de sucres polyose compos d unit s de glucose reli es entre elles par une liaison glucosidique a D 1 4 Guilbot amp Mercier 1985 Il a t tabli depuis longtemps que l amidon est un compos h t rog ne constitu principalement d un m lange de deux polym res l amylose et l amylopectine Banks amp Greenwood 1975 French 1984 Guilbot amp Mercier 1985 Thomas amp Atwell 1988 2 1 1 1 1 L amylose L amylose est un polym re de glucose essentiellement lin aire Thomas amp Atwell 1988 Figure 2 avec une faible proportion de ramifications environ entre 4 et 20 ramifications par mol cule Bul on Colonna Planchot amp Ball 1998 Hoover 2001 li es par des liaisons a 1 6 Cura Jansson amp Krisman 1995 Thomas amp Atwell 1988 Le nombre de ramifications de la mol cule d amylose d pend de la taille mol culaire et de la source botanique de l amidon Hizukuri Takeda Yasuda amp Suzuki 1981 Takeda Shirasaka amp Hizukuri 1984 Cependant ces ramifications n auraient pas d influence sur l
274. s and susceptibility to enzymatic degradation Eur J Clin Nutr 46 2 3 16 Gallant D J Derrien A Aumaitre A amp Guilbot A 1973 D gradation in vitro de l amidon par le suc pancr atique Etude par microscopie lectronique a transmission et a balayage Starch Starke 25 2 56 64 doi 10 1002 star 19730250206 Gallant D J Mercier C amp Guilbot A 1972 Electron microscopy of starch granules modified by bacterial alpha amylase Cereal Chemistry Journal 49 354 365 Gan Z Angold R E Williams M R Ellis P R Vaughan J G amp Galliard T 1990 The microstructure and gas retention of bread dough Journal of Cereal Science 12 1 15 24 doi http dx doi org 10 1016 S0733 5210 09 80153 7 Gan Z Ellis P R amp Schofield J D 1995 Gas Cell Stabilisation and Gas Retention in Wheat Bread Dough Journal of Cereal Science 21 3 215 230 doi http dx doi org 10 1006 jcrs 1995 0025 Garcia V Colonna P Bouchet B amp Gallant D J 1997 Structural changes of cassava starch granules after heating at intermediate water contents Starch Stdrke 49 5 171 179 doi 10 1002 star 19970490502 Gelders G G Vanderstukken T C Goesaert H amp Delcour J A 2004 Amylose lipid complexation a new fractionation method Carbohydrate Polymers 56 4 447 458 doi http dx doi org 10 1016 j carbpol 2004 03 012 G rard G amp G rard G 1998 Diffusion des faisceaux laser pa
275. s de moins de 1 des granules ayant subi un traitement de fermentation Camargo et al 1988 Plata Oviedo amp Camargo 1998 D autres tudes Cardenas amp de Buckle 1980 Onitilo et al 108 2007 observent galement l apparition de certaines fentes et quelques piq res dans les amidon aigres apr s fermentation HV det WD pressure 10 pm HV mag det WD pressure 10 pm 15 00 kV 10 723 x LFD 10 0 mm 0 98 Torr Secondaire 15 00 kV 8 409 x LFD 10 0 mm 0 98 Torr Secondaire e Plaine NO CM4574 7 f Plaine FO CM4574 7 det WD pressure 10 pm HV mag det WD pressure 10 pm HV mag 15 00 kV 10 000 x LFD 10 0 mm 0 98 Torr Secondaire 15 00 kV 12 673 x LFD 10 0 mm 0 98 Torr Secondaire g Altitude NO SM707 17 h Altitude FO SM707 17 Figure 52 Observations par EMEB de 2 g notypes du manioc un du plaine e f et un autre d altitude g h soumis a deux traitements non ferment s ch au four NO et ferment s ch au four FO e CM4574 7 NO f CM4574 7 FO g SM707 17 NO et h SM707 17 FO En conclusion les observations par microscopie lectronique n ont pas montr d indices de d gradation de la surface du granule d amidon lors de la fermentation de nos diff rents chantillons 109 4 1 3 2 Taille des granules Objectifs Mettre en vidence les diff rences de taille des granules des chantillons de plaine et d altitude en fonction des traitements Analyse des R sultats Le
276. s entre 0 994 et 1 305 pour les g notypes non modifi s NO Les r sultats trouv s sont en accord avec la litt rature une tude sur l amidon de manioc natif Mina et al 2011 a estim le ratio 1047 1022 cm 0 991 Par ailleurs une tude sur l amidon du manioc amorphe Mutungi et al 2011 a valu les ratios 1047 1022 cm et 995 1022 cm 0 40 et 0 46 respectivement Les valeurs de cette derni re tude Mutungi et al 2011 sont moins lev es que ceux de nos r sultats car comme les chantillons sont amorphes les ratios 1047 1022 cm et 995 1022 cm sont plus faibles Les r sultats montrent qu il n y a pas eu de diff rences significatives entre les traitements et entre les g notypes de plaine et d altitude En conclusion les analyses r alis es sur les 13 g notypes soumis a 4 traitements NO NS FO et FS ne permettent pas d terminer un effet d aux traitements ni a l altitude de culture dans le degr de cristallinit de l amidon une profondeur de p n tration entre 2 6 et 1 7 um Tableau 20 et ACP non montr s 105 Tableau 20 ATR FTIR des g notypes d amidon natif ferment s et ou s ch s au soleil Traitement Ratios d absorbance IR 1045 1018 cm 996 1018 cm Plaine NO 0 988 0 008 1 303 0 032 NS 7 0 992 0 029 1 304 0 011 FO 0 994 0 033 1 293 0 035 FS 1 002 0 019 1 334 0 024 Altitude NO 0 976 0 037 1 293 0 032 NS 7 0 995 0 022 1 305 0 021
277. s ont conduits l id e que pour comprendre les ph nom nes qui sous tendent la capacit de panification de l amidon de manioc aigre il est important de faire une distinction entre les niveaux mol culaire et supramol culaire En premier lieu au niveau mol culaire la fermentation et le s chage au soleil entrainent la d polym risation des cha nes d amidons Ces traitements en r duisant la viscosit participent l augmentation de la capacit de panification de la p te au cours de l expansion Un mod le d expansion de bulles a t propos par Fan Mitchell amp Blanshard 146 1999 et a permis de pr dire le volume de gonflement de la p te diff rents temps de cuisson Diff rents mod les Hailemariam Okos amp Campanella 2007 montrent que d autres ph nom nes peuvent aussi avoir des effets significatifs sur la capacit de panification diff rentes tapes de cuisson transferts de masse i e migration du CO ou de l eau de la matrice vers les bulles en expansion inertie calorifique et tension superficielle En second lieu au niveau supramol culaire nos r sultats indiqueraient que les vari t s de plaine et d altitude pr sentent une d polym risation diff rente Les vari t s de plaine seraient alt r es principalement en surface conduisant des granules plus petits et renfermant des mol cules d amidon quasi intactes ayant des poids mol culaires lev s Les vari t s d altitude en r
278. se en bleu lipide D apr s Putseys Lamberts amp DelCOUn 2010 FRERE se 9 Figure 4 La structure de l amylopectine D apr s Weissenborn 1996 Figure 5 Architecture du granule et diff rents niveaux d organisation structurale d apr s P rez amp Beron 2010 aiaa A EEEE AST AE NT OSEE SE 14 Figure 6 Diagramme de diffraction des rayons X des types A B C et V obtenus partir de poudres semi cristallines d apr s Zobel 1988 remuer 16 Figure 7 Arrangements cristallins des doubles h lices dans les amyloses de type A et B d apr s Bul on et 988v8 v 8 8 8 17 Figure 8 Diff rents tats du granule d amidon plac en exc s d eau en fonction de la temp rature Duprat ef al 1980 i aa Ea A T A A A 19 Figure 9 Structure classique de la p te figure du haut Bloksma 1990 ainsi que le mod le de double couche montrant le r le de la matrice gluten amidon et de la lamelle liquide lors de la stabilisation des cellules de gaz de la p te pain Gan et al 1990 Gan Ellis amp Schofield Figure 10 Le m canisme d expansion pr sum de la p te de pandebono lors de la cuisson Mestres et al 1996 Les points noirs repr sentent des micro bulles de gaz retenues dans la p te lors du DEUISSAG Cs Fume 37 Figure 11 Situation g ographique des lieux de culture des plants de manioc en Colombie 39 Figure 12 Proc d d obtention de l amidon de manioc suivant les diff rents traitements mo
279. se ma plus respectueuse reconnaissance au Pr Camille Michon et au Pr Ga lle Roudaut pour avoir accept d tre les rapporteurs de cette th se et pour le temps consacr l examen de ce m moire Les suggestions pertinentes qu ils ont faites sur ce travail de th se ont contribu am liorer le manuscrit final Je remercie vivement le Pr Mich le Delalonde pour m avoir encadr dans l aspect porosit ainsi que le Dr Agn s Rolland Sabat pour son aide en ce qui concerne la digestibilit enzymatique et la cristallinit par diffraction aux rayons X Votre professionnalisme et comp tences sont de la plus haute qualit et votre g n rosit incomparable Ces remerciements seraient incomplets sans exprimer ma reconnaissance au Dr Dominique Dufour dont l initiative est l origine de ce projet de th se Un grand merci pour son orientation et ses conseils avis s dans les moments d cisifs de cette th se dont son analyse critique approfondie sa vision strat gique et son exp rience ont t a toute preuve Un grand merci a l quipe du CIRAD et plus particuli rement a Olivier Gilbert Christian Mestres Julien Ricci Juliensito pour leur aide au laboratoire et leurs conseils constructifs Merci beaucoup Thierry Goli pour tout l appui dans les moments difficiles de la th se et pour partager la belle passion de la guitare A Nadine Lopez notre maman du CIRAD pour les attentions et le soutien de toujours A l
280. selon l hypoth se que ce g notype devrait pr senter une diff rence de porosit importante entre le traitement natif NO et le traitement ferment FO Cependant les r sultats n ont pas permis de confirmer que la fermentation augmente la taille des pores des granules d amidon pour cet chantillon La somme du volume de pores de taille inf rieure 1 pm pour l chantillon natif est de 0 037 mL g tandis que pour l chantillon ferment elle est de 0 036 mL g Cette limite de taille de pores 1 um a t retenue car elle est compatible avec une porosit intragranulaire des amidons Ces diff rences ne peuvent tre consid r es comme significatives tant de plus en pr sence d un mat riau organique La Figure 67 pr sente les courbes de la porosit totale du lit de poudre On observe de tr s nombreux pores compris entre 1 et 100 microm tres il s agit de la porosit interparticulaire qui ne nous int resse pas dans ce travail La Figure 68 pr sente de fa on plus pr cise la porosit inf rieure 1 pm intraparticulaire qui elle peut tre attribu e au granule d amidon En conclusion les analyses par pycnom trie l h lium et porosit au mercure n ont mis en vidence aucune diff rence significative entre la porosit du granule d amidon avant et apr s fermentation Ces deux m thodes ne sont peut tre pas suffisamment sensibles 138 pour d tecter les diff rences recherch es tant donn que le t
281. solaire 37 lll MAT RIEL ET M THODES 38 3 1 Origine des chantillons Cette tude a t r alis e avec 13 g notypes de manioc provenant de la banque g n tique de germoplasme de l International Center for Tropical Agriculture CIAT Cali Colombie La plupart de ces g notypes ont t am lior s gr ce des approches classiques de s lection Trois g notypes dits de plaine HMC 1 CM6438 14 et CM4574 7 ont t r colt s dans la propri t Agrovelez Jamundi d partement du Valle del Cauca 24 km de Cali Figure 11 Ces g notypes ont t cultiv s 1000 m d altitude et taient g s de 12 mois au moment de la r colte Les 10 autres g notypes dits d altitude CM7438 14 CM7436 7 SM1498 4a CM7138 7 SM7591 5 Cumbre 3 SM707 17 SM1495 5 SM1058 13 et Tambo 4 ont t r colt s dans la commune de Morales d partement du Cauca situ 41 km de Popayan Figure 11 Ces g notypes ont t r colt s apr s 15 mois de culture 1700 m d altitude Toutes les esp ces ont t r colt es entre octobre et novembre 2009 La diff rence d ge des plantes au moment de la r colte 3 mois a t consid r e comme suffisamment r duite pour ne pas avoir d effet significatif sur les propri t s de l amidon de sorte que les effets du lieu de culture et du g notype taient pr dominants Les g notypes de plaine n ont pas t cultiv s en altitude et vice versa parce que le man
282. sse d amidon dans la solution initiale mg 20 0 16 0 12 6 9 8 7 6 Volume restant de la solution initiale mL mL 10 00 0 00 8 00 1 41 7 41 1 59 7 00 1 91 6 91 2 59 15 2 0 2 c mgs ml Volume ajout de KOH 0 33 mol L mL 10 00 9 41 9 00 8 91 9 50 Volume final Concentration finale en amidon mg L 2 0 1 7 1 4 1 1 0 8 Figure 29 Viscosit r duite 774 viscosit inh rente inn versus concentration extrapol es concentration z ro D apr s Harding 1997 70 Pores ouverts Les pores ouverts sont les canaux ou cavit s qui communiquent avec la surface du granule Sing et al 1985 Le volume la forme et la taille des pores ouverts sont le r sultat de l intensit et du type de processus qui se sont produits la surface des granules du fait des traitements appliqu s post r colte extraction d amidon fermentation s chage etc Juszczak et al 2002a Pores ferm s Les pores ferm s sont des espaces situ s l int rieur du granule et qui ne sont pas connect s sa surface externe Sing et al 1985 La pr sence de pores ferm s influence la densit du produit et ses propri t s m caniques et thermiques Juszczak et al 2002a Pore ferm Pore ouvert Figure 30 Diff rents types de porosit apparente porosit intra granulaire D apr s Sahin amp G l m Sumnu 2006 Taille des pores La classification des pores est bas e sur leur d
283. ssion sin 54 Figure 20 Sch ma de la cellule ATR diamant utilis e dans cette tude 55 Figure 21 Types de spectrophotom trie en r flectance D apr s Shimadzu Corporation 1999a 58 Figure 22 Spectrophotom tre en r flectance de sph re int gr e ss 59 Figure 23 Sph re int gr e assembl e ISR 240 Shimadzu Corporation Kyoto Japan Shimadzu Corporation eKA o AETA E enn a eee stinsity A D Dm Dos orne Se demie 60 Figure 24 Fonctionnement du granulom tre Mastersizer 2000E en voie liquide d apr s Malvern Instruments 2005 nn 61 Figure 25 Dispersion de particules en suspension dans le granulom tre d apr s Malvern Instruments 2005 E E RS A CR EEE ES CE OP 62 Figure 26 Analyseur rapide de viscosit RVA 64 Figure 27 Viscoamylogramme et param tres de viscosit associ s d un chantillon d amidon de MANIOC ne ea 65 Figure 28 Viscosim tre Ubbelohde pour la mesure de la viscosit intrinse que 68 Figure 29 Viscosit r duite 774 viscosit inh rente 77 1 versus concentration extrapol es a concentration z ro D apr s Harding 1997 ssss sssssssnssssnssnnnnsnsnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnannnaan 70 Figure 30 Diff rents types de porosit apparente porosit intra granulaire D apr s Sahin amp G l m SUMNU 2006 mener 71 Figure 31 Sch ma des m thodes de porosit dans l amidon nine 73 Figure 32 Sch ma du pycnom tre l R lIUM nn 75 Figure 33
284. ssitent une pr paration pr alable consistant en une m tallisation au Platine Une intensit de courant de 6mA a t appliqu e pendant 45 secondes Plusieurs observations ont t effectu es sur chaque chantillon a des endroits diff rents 3 3 14 2 Microscopie lectronique a balayage environnemental EMEB Protocole Le microscope a balayage environnemental analytique FEI Quanta 200 FEG Figure 35 coupl un d tecteur Oxford Instruments X MAX 50 mm a t utilis pour les observations en surface et morphologiques Ce microscope peut tre utilis sous haut vide High Vaccum sous pression contr l e Low Vaccum ou encore en mode environnemental ESEM La capacit travailler pression contr l e ou en mode environnemental permet d obtenir une imagerie optimale pour analyser des chantillons non conducteurs et ou des chantillons hydrat s sans pr paration pr alable La tension d acc l ration peut tre modifi e de 200 eV jusqu 30 keV en utilisant la sonde de courant jusqu 100 nA La r solution maximale r alisable sous vide une tension de 30 keV en utilisant des lectrons secondaires SE est de 3 nm Les poudres ont t directement d pos es sur les onglets de charbon de bois sans aucune r sine d enrobage Les chantillons ont t analys s sur une surface de 100 um de c t Le temps d analyse pour chaque observation a t fix 60 s pour assurer la stabilit de l image
285. t Table 2 and a cluster analysis Fig 1 confirmed that lowland and highland can be segregated into two separate groups based on DSC data in particular gelatinization temperature Fig 1 also shows that the best five breadmaking genotypes CM7138 7 Cumbre 3 SM707 17 SM1495 5 Tambo 4 were clustered in two neighboring groups Hence information on breadmaking ability might be contained within DSC parameters although more data would be needed to establish a more conclusive correlation HMC t CMGI L CIMGT47 J Cam CMMI H 54149043 ww 20 29 iw i 49 43 30 9 Fig 1 multivariate cluster analysis of the pooted DSC parameters Te Tp T and AH 172 PM Alvarado et al Carbohydrate Polymers 98 2013 1137 1146 1141 Table 3 Amylose content of native cassava starches NO Genotype Amylose content xy Lowland HMC 1 217 04Y CM6438 14 19 403 CM45747 21 408 Highland CM7436 7 19 3 0 1 CM7418 14 20 1 03 SM1498 42 18 7 0 1 y CM7138 7 17 40 15 SM7591 5 18 5027 Cumbre 3 16 7 05 SM707 17 157 00 SM1495 5 16 003 SM1058 13 1940 57 Tambo 4 16 7 0 1 P lt Lowland 21 21 17 Highland 18015 All genotypes 18 8 2 0 gt Different letters indicate significant differences at p lt 0 05 Fisher Standard 3 3 Amylose content The amylose contents of NO samples are presented in Table 3 As for DSC gelatinization experiments only unmodified samples were investigated as the amylose c
286. t trouv e entre la d polym risation mesur e par la viscosit intrins que et la teneur en groupements carbonyle et carboxyle et la capacit de panification Une explication possible est que d autres facteurs entrent en jeu 1 2 La teneur en amylose La teneur en amylose a influenc n gativement l expansion de la p te probablement en raison de la formation de complexes amylose lipide Ainsi la s lection de g notypes de manioc faible teneur en amylose peut favoriser la qualit de la panification Cette hypoth se pourrait tre confirm e partir de mesures de capacit s de panification de g notypes de manioc sans amylose r cemment d couverts Rolland Sabat et al 2013 1 3 L influence des lipides dans la recette du pain Les capacit s de panification observ es dans la formulation boulang re contenant des lipides ont t inf rieures celles obtenues sans lipides formulation HPMC ce qui pourrait s expliquer par la pr sence des complexes amylose lipide En effet ces complexes inhibent le gonflement de la p te du pain La pr sence de lipides peut donc influencer n gativement l expansion de la p te 1 4 L effet de l altitude de culture Lors du traitement par fermentation les vari t s de plaine et d altitude montrent des sensibilit s diff rentes confirm es notamment par la modification de la taille des granules les r sultats RVA et les analyses de viscosit intrins que Ces observations nou
287. t 25 g de chlorhydrate d hydroxylamine Acros Organics 27010 dans 100 mL de soude NaOH 0 5 N et le volume final est ajust a 500 mL avec de l eau distill e La teneur en carbonyle correspond au nombre de moles de carbonyle par mole d unit s de glucose mol CO mol GU Elle est exprim e en pourcentage et est calcul e partir de l quation suivante Vb x Cb V x C molCO molGU 3 W M GU Ou V volume de titration L C concentration de la solution d acide chlorhydrique utilis e pour la titration mol L b blanc solution de chlorhydrate d hydroxylamine chantillon FS W masse en base s che g M GU Masse molaire d une unit glucose 162 g mol 3 3 4 2 Teneur en groupements carboxyle Protocole Les quantit s de groupements carboxyle contenues dans les amidons sont d termin es par la proc dure d crite par Smith 1967 L chantillon d amidon 5 g mati re s che est mis en suspension dans 25 mL d acide chlorhydrique 0 1 M pendant 30 min La suspension est filtr e travers un entonnoir de B chner constitu d un milieu poreux en verre et le r sidu est lav avec de l eau distill e jusqu limination des ions chlorure la neutralit de la solution est v rifi e l aide de papier pH et l absence d ions chlorure par ajout de nitrate d argent dans l eau de lavage recueillie sous l entonnoir Ce r sidu lav est ensuite mis en suspension avec 300 mL d eau distill
288. t differences at p lt 0 05 Fisher Standard deviations are given within brackets y ee acetate 173 1142 Table 5 Pasting properties of native fermented and or sun dried cassava starches Genotype Pasting treatment parameters Pasting Peak viscosity 1 Peak viscosity2 Breakdown temperature ry cP cP cy Lowland NO 65 1 02 65648 91465 39445 NS 65007 687 38 913 37 345 38 FO 656 0471 63243 663 40 310397 FS 662 07 637 367 403 21 Highland NO 616 11 83562 960 117 37842 NS 616 12 834457 889 87 361 68 FO 62009 77746 808 38 425 49F FS 628 1 1 718 41 50450 PM Alvarado et al Carbohydrate Polymers 98 2013 1137 1146 Relative Final viscosity Setback cP Relative Cooking ability breakdown z cPy setback Z s 43 1 27 734 102Y 273079 33964 26314 37 83 67 847 47 27 50 32949 27312 468 49 soas 14912 29 82 5F 266 24 4 63439 32645F 92 157 283424 17316 397 60 844 1665 260 67Y 40P 28629 409 907 771 189F 255 88 7 32643 z270 61 526577 52264 139 23 267 3 2 P 256467 70478 28698 s2 71 139207 208 16 4 Different letters within column indicate significant differences at p lt 0 05 Fisher Standard deviations are given within brackets 7 Values obtained from RVA Treatments NO non fermented oven dried FO fermented oven dried NS non fermented sun dried FS fermented sun dried 3 5 Pasting behavior The general shape of NO curves Fig 3 was simi
289. t r fl chi et le flux de rayonnement incident Wyszecki amp Stiles 1983 Deux types de r flexions existent Figure 21 la lumi re incidente r fl chie sym triquement par rapport la interface de 57 l chantillon est appel e r flexion sp culaire tandis que la lumi re incidente dispers e dans diff rentes directions est appel e r flexion diffuse gt FA Lumi re be Lumi re incidente r fl chie incidente r fl chie f R Pp oe e ri A f TE i i gt R flexion sp culaire R flexion diffuse Figure 21 Types de spectrophotom trie en r flectance D apr s Shimadzu Corporation 1999a La mesure de la r flexion sp culaire est souvent utilis e pour l valuation des semi conducteurs et des mat riaux optiques par rapport a une surface r fl chissante de r f rence L angle d incidence de 5 minimise l influence de la lumi re polaris e Cette lumi re provient de la r flexion d une lumi re de longueur d onde diff rente celle de travail et elle est parasite Di Benedetto 2007 Ainsi un polariseur n est pas n cessaire lorsque l angle d incidence est petit mais est indispensable pour r aliser des mesures de r flectance pr cises angles d incidence lev s 30 45 sans que l analyse soit influenc par la lumi re polaris e Shimadzu Corporation 1999a Le principe de la r flexion en diffusion ou diffuse est le suivant un faisceau de
290. t structurelle des amidons de manioc Caract risation fonctionnelle des amidons de manioc Caract risations compl mentaires afin de tester les hypoth ses formul es partir des caract risations physico chimiques structurelles et fonctionnelles Ainsi nous d velopperons par la suite les conclusions de ces approches 1 Facteurs d terminants de la capacit de panification de l amidon aigre 1 1 L effet des traitements vs l effet du g notype Les traitements post r colte ont t les facteurs pr pond rants en vue de l am lioration de la capacit de panification tandis que le facteur g notype a eu une influence moins importante L analyse de la taille des granules et des param tres RVA PV1 et PV2 a 145 montr que la fermentation a un effet plus prononc sur la structure des granules d amidon que le s chage au soleil La combinaison des deux traitements est n anmoins n cessaire pour obtenir une expansion plus lev e de la p te Ces r sultats confirment plusieurs tudes ant rieures Bertolini et al 2000 Bertolini Mestres Lourdin et al 2001 Guerra Dias et al 2011 Marcon et al 2009 Mestres et al 1997 qui montrent que la fermentation et le s chage au soleil provoquent une d polym risation oxydative entrainant une diminution de la viscosit RVA et des viscosit s intrins ques ainsi qu une augmentation de la capacit de panification Cependant aucune corr lation lin aire d finitive na
291. tarches Tester amp Morrison 1992 A weak negative association of R2 0 46 was observed between the breadmaking ability of fermented sun dried starches FS both lowland and highland and the amylose content measured on non fermented oven dried starches NO Fig 2 When one outlier lowland CM4574 7 was removed the relationship improved with R 0 71 which tends to confirm the link between amylose content and breadmaking ability Mestres et al 2000 and Shirai et al 2007 also reported a link between amylose content and loaf expansion with low expansion for oxi dized normal corn starch and high expansion for oxidized waxy corn starch comparable to sour cassava starch or oxidized cassava starch Mac 1 ChMAS74 7 2 2 casera 1 19 SAI7591 5 w ds y 22 832 c 3 16 12055 searor 17 3 4 8 Loaf expansion FS mL g Fig 2 Negative association R 0 46 between loaf expansion of sun dried fermented starches FS and amylose content of non fermented oven dried NO starches 3 4 Starch granule sze The starch granular diameter D 4 3 of the 13 cassava geno types ranged from 12 9 to 16 1 um Table 4 in agreement with literature data Defloor Dehing amp Delcour 1998 Huang Lu Li amp Tong 2007 Niba Bokanga Schlimme amp Li 2002 Nuwamanya Baguma Emmambux amp Taylor 2010 Onitilo et al 2007 Sriroth et al 1999 A small difference was o
292. temperature T conclusion temperature SM707 17 SM1495 5 and Tambo 4 ranging from 7 49ml g to 8 58 ml g The intermediate and lower breadmaking ability group was composed of 9 genotypes further separated into two sub groups the intermediate breadmaking ability of 4 genotypes CM4574 7 SM1498 4a CM7 138 7 and SM1058 13 ranging from 5 29 ml g to 6 59 mL g and the lower breadmaking ability consist ing of 5 genotypes HMC 1 CM6438 14 CM7436 7 CM7438 14 and S 5 ranging from 3 05 ml g to 4 47 mL g Altitude was not a def inite factor for predicting breadmaking ability with one lowland genotype having good breadmaking ability CM4574 7 and one highland genotype having poor breadmaking ability SM7591 5 Hence both genetic and environmental factors appeared impor tant in the control of breadmaking ability in addition to the drying and fermentation processes Other factors such as the bread recipe containing lipids may also contribute explaining the observed dif ferences in breadmaking ability among samples 3 2 Thermal properties Thermal properties were investigated only in non fermented oven dried NO samples because a preliminary study with a limited set of samples indicated that DSC parameters did not change with fermentation or and drying as also indicated in literature Bertolini Mestres Lourdin et al 2001 Bertolini Mestres Raffi et al 2001 Camargo et al 1988 This suggests that starch degra dation induced b
293. the swelling mechanism of starch by pulsed NMR method Starch St rke 28 1 10 13 doi 10 1002 star 19760280103 Hill R D amp Dronzek B L 1973 Scanning Electron Microscopy studies of wheat potato and corn starch during gelatinization Starch St rke 25 11 367 372 doi 10 1002 star 19730251104 Hizukuri S 1985 Relationship between the distribution of the chain length of amylopectin and the crystalline structure of starch granules Carbohydrate Research 141 2 295 306 doi http dx doi org 10 1016 S0008 6215 00 90461 0 Hizukuri S Abe J amp Hanashiro I 2006 Starch analytical aspects In A C Eliasson Ed Carbohydrates in Foods Second p 526 Boca Raton USA Taylor amp Francis Hizukuri S amp Maehara Y 1990 Fine structure of wheat amylopectin the mode of A to B chain binding Carbohydrate Research 206 1 145 159 doi http dx doi org 10 1016 0008 6215 90 84013 K Hizukuri S amp Takagi T 1984 Estimation of the distribution of molecular weight for amylose by the low angle laser light scattering technique combined with high performance gel chromatography Carbohydrate Research 134 1 1 10 doi http dx doi org 10 1016 0008 6215 84 85017 X Hizukuri S Takeda Y Maruta N amp Juliano B O 1989 Molecular structures of rice starch Carbohydrate Research 189 227 235 doi http dx doi org 10 1016 0008 6215 89 84099 6 Hizukuri S Takeda Y Yasuda M amp Suzuk
294. ties cristallines peuvent galement tre affect es mais de fa on plus limit e Gallant et al 1997 Y Zhou Hoover amp Liu 2004 Pour l amidon de manioc une tude Franco et al 1988 a montr que seule la partie amorphe du granule est attaqu e par a amylolyse En revanche une autre tude sur cet amidon Rocha ef al 2010 indique que les parties amorphe et cristalline sont dig r es simultan ment par a amylolyse Pour la production d amidon aigre hydrolyse enzymatique peut tre utilis e pour renforcer voire substituer la fermentation naturelle de l amidon de manioc La fermentation d pend des bact ries lactiques du pH de la temp rature etc Oates 1997 L addition d amylases au bac de fermentation pourrait permettre de mieux contr ler la variabilit inh rente au proc d de fermentation Camargo et al 1988 Protocole La m thodologie d crite par Tollier amp Guilbort 1974 et reprise par l INRA Nantes a t utilis e Cette technique permet de mesurer le degr de d gradation d un amidon par le biais de sa susceptibilit a hydrolyse enzymatique Tawil Viksg Nielsen Rolland Sabat Colonna amp Bul on 2010 Cette m thode est uniquement applicable l a amylase pancr atique de porc PPA pour un rapport enzyme substrat de 5 ug mg 79 Un tampon phosphate 20 mM de pH 7 TpW constitu de NaH PO 400mM et NazHPO 400mM ainsi que des solutions de NaN 0 02 NaCl 2 mM
295. tion de I h lium vers la chambre d expansion et remplissant la fois la chambre de l chantillon et la chambre d expansion En cons quence la pression relative de la chambre de l chantillon diminue pression P2 Pour les calculs de densit on utilise les deux pressions obtenues partir de l quation suivante bas e sur la loi des gaz parfaits Vexp iE PI O V volume particulaire de l chantillon cm V Vc 18 Vc volume de la cellule de mesure cm Vexp volume de la chambre d expansion cm P1 Pression impos e dans la chambre de l chantillon Pa P2 Pression dans la chambre de l chantillon et la chambre d expansion apr s ouverture de la valve d expansion Pa Vc et Vexp sont des constantes de l appareil Vc 36 293 cm et Vexp 20 731 cm selon les donn es du rapport de calibration pour la cellule de mesure Le coefficient de variation de la mesure a t estim 2 4 Connaissant V et la masse d chantillon d amidon m la densit particulaire ps est calcul e par m S 19 PS 7 19 La Figure 32 illustre le sch ma du pycnom tre h lium P2 Chambres P1 Chambre de l chantillon Volume de r f rence R gulateur de pression A la source de pression du gaz Figure 32 Sch ma du pycnom tre I h lium 75 3 3 12 2 Porosit au Mercure Principe La porosim trie au mercure utilise l quation de Washburn Washburn 1921
296. tural and Food Chemistry 57 13 5965 5970 doi 10 1021 jf9008789 Chatelet J 1996 Syst mes optroniques semi actifs Application du laser la granulom trie In Techniques de l ing nieur p 6 Paris Techinques de l ingenieur Chen J Lai V M F amp Lii C 2003 Effects of compositional and granular properties on the pasting viscosity of rice starch blends Starch St rke 55 5 203 212 doi 10 1002 star 200390039 Chen Y Huang S Tang Z Chen X amp Zhang Z 2011 Structural changes of cassava starch granules hydrolyzed by a mixture of a amylase and glucoamylase Carbohydrate Polymers 85 1 272 275 doi http dx doi org 10 1016 j carbpol 2011 01 047 Chuzel G 2001 Mobiliser les savoirs locaux dans une d marche de technologie exp rimentale L amidon aigre de manioc en Colombie Sour cassava starch in Columbia Mobilising local knowledge in an experimental technological venture Etudes et Recherches sur les Syst mes Agraires et le D veloppement 32 81 96 Ciacco C F amp D Appolonia B L 1977 Characterization of starches from various tubers and their use in bread baking Cereal chemistry 54 1096 1108 Cooke D amp Gidley M J 1992 Loss of crystalline and molecular order during starch gelatinisation origin of the enthalpic transition Carbohydrate Research 227 103 112 doi http dx doi org 10 1016 0008 6215 92 85063 6 Cornford S J 1969 Volume and crumb firmness meas
297. types d altitude Ces bandes d absorbance a 226 262 et 359 367 nm correspondent aux nergies de liaison C C C H C O O H L irradiation UV au cours du s chage peut donc apporter l nergie n cessaire pour rompre ces liaisons et initier les r actions d oxydation aboutissant la formation de fonctions ald hydes et c tones L irradiation UV pourrait galement mener la formation de radicaux libres contribuant la rupture des liaisons glucosidiques de l amidon Bertolini Mestres Raffi et al 2001 La titration des groupes ald hydes carbonyle et carboxyle a t envisag e pour confirmer un tel m canisme d oxydation r sultats montr s dans le chapitre oxydation et pr ciser le ou les site s pr f rentiels d attaque par les UVs sur les unit s glucosidiques 4 1 2 Structure mol culaire des amidons 4 1 2 1 Viscosit Intrins que Objectif Montrer l influence du lieu g ographique et des traitements sur la viscosit intrins que des chantillons Tester l hypoth se selon laquelle les traitements de fermentation et s chage solaire endommagent toute la structure des granules d amidon des g notypes d altitude couches externes et noyau et seulement les couches externes des granules des g notypes de plaine D montrer d une part que la viscosit intrins que des g notypes de plaine ne change pas significativement apr s traitements puisque selon l hypoth se la masse mol culaire de l amid
298. u S Ma Y amp Sun D W 2009 Impact of amylose content on starch retrogradation and texture of cooked milled rice during storage Journal of Cereal Science 50 2 139 144 doi http dx doi org 10 1016 j jcs 2009 04 003 Zakhia N Dufour D Chuzel G amp Griffon D 1996 Review of sour cassava starch production in rural Colombian areas Tropical Science 36 4 247 255 Zhong Z amp Sun X S 2005 Thermal characterization and phase behavior of corn starch studied by differential scanning calorimetry Journal of Food Engineering 69 4 453 459 doi http dx doi org 10 1016 j jfoodeng 2004 07 023 Zhou W amp Therdthai N 2006 Manufacture In Bakery Products pp 301 318 Blackwell Publishing doi 10 1002 9780470277553 ch17 Zhou Y Hoover R amp Liu Q 2004 Relationship between a amylase degradation and the structure and physicochemical properties of legume starches Carbohydrate Polymers 57 3 299 317 doi http dx doi org 10 1016 j carbpol 2004 05 010 Zobel H F 1988a Starch crystal transformations and their industrial importance Starch Stdrke 40 1 1 7 doi 10 1002 star 19880400102 Zobel H F 1988b Molecules to granules a comprehensive starch review Starch St rke 40 2 44 50 doi http dx doi org 10 1002 star 19880400203 Zobel H F Young S N amp Rocca L A 1998 Starch gelatinization an X ray diffraction study Cereal Chemistry Journal 65 443 446 167 A
299. uadeloupe Colonna Bouchet amp Gallant 1995 Hill amp Dronzek 1973 d Okechukwu amp Anandha Rao 1996 e Jaska 1971 f Hennig Lechert amp Goemann 1976 9 Mendes Da Silva Ciacco Barberis Solano amp Rettori 1996 Slade amp Levine 1995 Jane et al 1992 j Biliaderis et al 1980 K LeMeste et al 1992 Lund amp Lorenz 1984 M canismes de g latinisation La g latinisation a lieu la fronti re des zones amorphes enrichies en eau et des cristallites par arrachage des cha nes de surface des cristallites suite la rupture des liaisons hydrog nes Donovan 1979 Le ph nom ne de g latinisation implique la fusion des phases cristallines constitu es par l empilement ordonn des doubles h lices d amylopectine structur es en lamelles Cooke amp Gidley 1992 Jane et al 1999 Tester amp Morrison 1992 Waigh Gidley Komanshek amp Donald 2000 Zobel et a 1998 et une solubilisation de l amylose pr alablement dispers e dans les phases amorphes des granules 22 2 1 2 2 La r trogradation La r trogradation est un des facteurs les plus importants dans les produits panifi s et de boulangerie notamment pour le contr le du rassissement BeMiller amp Whistler 2009 La r trogradation de l amylose plus rapide que celle de l amylopectine a lieu dans les minutes qui suivent la fin de cuisson et renforcent la texture du produit La r trogradation
300. ue dans la litt rature Demiate et al 2000 et Guerra Dias et al 2011 avec 8 5 10 et 1 0 10 mol COOH mol GU respectivement La variabilit importante entre les g notypes de manioc se traduit par des carts types lev s et peut indiquer diff rentes sensibilit s l oxydation cf test de Fisher Tableau 19 et cluster Figure 48 Cette variabilit a pu masquer les autres facteurs potentiels explicatifs de la diff rence comme l altitude de culture Le Tableau 19 indique le contenu carbonyle et carboxyle des g notypes analys s Tableau 19 Contenu en groupements carbonyle et carboxyle des amidons de manioc natifs et ferment s s ch s au soleil G notype Contenu en groupements Contenu en groupements Somme carbonyle molCO molGU Carboxyle molCOOH molGU CO COOH FS FS NO Plaine HMC 1 4 6 10 1 2 10 4 7 10 4 3 10 5 1 10 CM6438 14 5 4 10 1 9 10 i CM4574 7 1 4 10 1 3 10 Altitude CM7436 7 2 2 107 2 3 107 4 7 107 1 0 10 2 3 107 CM7438 14 1 0 107 3 1 10 Traces 1 0 10 SM1498 4a 8 2 10 1 110 2 0 10 1 5 10 3 4 10 CM7138 7 7 0 107 1 8 10 20 10 040 9 1 10 SM7591 5 3 5 10 1 1 10 1210 41 5 10 7 3 6 10 Cumbre 3 1 0 107 7 9 10 2 1 0 107 SM707 17 4 3 10 3 0 10 6 8 10 8 0 10 5 0 10 SM1495 5 1 8 10 1 4 10 2 5 10 1 7 10 2 1 10 SM1058 13 3 1 10 1 6 10 be 4 3 10 4 0 10 3 5 10
301. ugenmaier 1980 La maille l mentaire de la structure de type B est une structure de type hexagonal Wu amp Sarko 1978b Le degr d hydratation de la structure de type B est beaucoup plus important que celui de type A puisque le canal central cr par l empilement des doubles h lices peut contenir jusqu 36 mol cules d eau Wu amp Sarko 1978a 1978b Figure 7 Figure 7 Arrangements cristallins des doubles h lices dans les amyloses de type A et B d apr s Bul on et al 1998 tant donn la sensibilit de ces structures au degr d hydratation et au positionnement des mol cules d eau dans la maille cristallographique on d finit la structure cristalline de type C comme tant une structure interm diaire entre A et B L allure du spectre de diffraction des rayons X de l amidon d pend de la teneur en eau des granules au cours de la mesure Plus l amidon est hydrat plus les raies du spectre s affinent jusqu une certaine limite L eau fait donc partie int grante de l organisation cristalline de l amidon L inexistence d un t moin 100 de cristallinit et l effet de la teneur en eau rendent difficile la quantification absolue de la cristallinit Cette teneur peut varier de 15 45 en fonction des esp ces v g tales de l hydratation de l amidon et de la m thode utilis e pour sa d termination Tableau 4 Bul on et al 1998 17 Tableau 4 Cristallinit relative de diff rents
302. umises a traitement NO s seecsnsesias ndacsash sessessnnrsnck 120 Figure 56 Analyse multivari e Cluster pour identifier des diff rences et des similitudes entre les capacit s de panification ayant une formulation avec du HPMC et des lipides des vari t s soumises au traitemente 121 Figure 57 Analyse multivari e Cluster pour identifier des diff rences et des similitudes entre les capacit s de panification ayant une formulation avec du HPMC et des lipides des vari t s soumises AU Create ment FO Essen 121 Figure 58 Analyse multivari e Cluster pour identifier des diff rences et des similitudes entre les capacit s de panification ayant une formulation avec du HPMC et des lipides des vari t s SOUMISES au traitement F S si cet cceucsscensseutnscsnec save sesesd uraesnti anti ait aa aaiae ai 122 Figure 59 Capacit de panification de 13 g notypes FS ferment s et s ch s au soleil a la Ra llanderia D Jinenn a aa aa aaa aana aa aae Ea aeaa a Aaaa ner nds 124 Figure 60 Analyse multivari e Cluster pour identifier des diff rences et des similitudes entre les capacit s de panification ayant une formulation boulang re avec pr g latinisation et lipides des vari t s soumises au traitement NO 125 Figure 61 Analyse multivari e Cluster pour identifier des diff rences et des similitudes entre les capacit s de panification ayant une formulation boulang re avec pr g latinisation et lipides
303. une hydrolyse distribu e sur l ensemble de la structure des granules 2 La viscosit intrins que diminue fortement d s les traitements NS et FO respectivement 23 8 et 26 4 par rapport NO ce qui signifie que l hydrolyse des mol cules d amidon contenues dans les granules a bien eu lieu 3 La viscosit de pic PV2 et le breakdown BD sont lev s compar s aux g notypes de plaine ce qui indique une plus faible r sistance de la structure du granule au gonflement et au cisaillement et donc une structure interne des granules endommag e gonflant puis s effondrant plus facilement au cours de l empesage La meilleure panification constat e pour les g notypes d altitude pourrait ainsi s expliquer par la d gradation et l affaiblissement de l ensemble de la structure des granules permettant l ouverture plus compl te et ou rapide des granules au cours de la cuisson 133 4 2 3 3 Analyse en composantes principales Dans le but de confirmer nos r sultats une analyse en composantes principales ACP a t effectu e en utilisant cinq param tres s lectionn s de RVA PT PV2 CA BD et FV la taille des granules d amidon et les valeurs de capacit de panification pour les 13 chantillons Figure 66a et 66b L analyse ACP donne un aper u des similitudes et des diff rences entre les amidons et des relations entre les propri t s physico chimiques Figure 66a et 66b Les premi re et deuxi me composantes
304. ur L amp McCarthy O J 2007 Factors influencing the physico chemical morphological thermal and rheological properties of some chemically modified starches for food applications A review Food Hydrocolloids 21 1 1 22 Singh V amp Ali S Z 1987 Estimation of phosphorus in native and modified starches Improvement in the Molybdovanadophosphoric Acid Method Starch St rke 39 8 277 279 doi 10 1002 star 19870390806 Sivak N M amp Preiss J 1998 Physicochemical structure of the starch granule In M N Sivak amp J Preiss Eds Advances in Food and Nutrition Research pp 13 32 London Academic Press doi http dx doi org 10 1016 S1043 4526 08 60046 7 Slade L amp Levine H 1995 Glass transitions and water food structure interactions J E K and S L T B T A in F and N Research Ed Advances in Food amp Nutrition Research 38 103 269 doi http dx doi org 10 1016 S1043 4526 08 60084 4 Smith R J 1967 Characterization and analysis of starches In R L Whistler amp U F Pachall Eds Starch Chemistry and Technology Vol II pp 620 625 New York USA Academic Press Sokal R R amp Michener C D 1958 A statistical method for evaluating systematic relationships The University of Kansas Scientific Bulletin 38 1409 1438 Spigno G amp De Faveri D M 2004 Gelatinization kinetics of rice starch studied by non isothermal calorimetric technique influence of ext
305. urements in bread and cake In Flour Milling and Baking Research Association Vol 25 p 14 Rickmansworth Herts FMBRA Cura J A Jansson P E amp Krisman C R 1995 Amylose is not strictly linear Starch St rke 47 6 207 209 doi 10 1002 star 19950470602 152 Czerny M amp Turner A F 1930 About the astigmatism in mirror spectrometers in german Zeitschrift fiir Physik 61 11 12 792 797 doi 10 1007 BF01340206 Da G Dufour D Giraldo Toro Andres Moreno M Tran T Velez G Sanchez T Marechal P A 2012 Cottage level cassava starch processing systems in Colombia and Vietnam Food and Bioprocess Technology 1 10 doi 10 1007 s11947 012 0810 0 Da Silva G de O Takizawa F F Pedroso R A Franco C M L Leonel M Sarmento S B S amp Demiate I M 2006 Caracteristicas fisico quimicas de amidos modificados de grau alimenticio comercializados no Brasil Ci ncia e Tecnologia de Alimentos 26 188 197 doi http dx doi org 10 1590 S0101 20612006000100030 Dandekar A Y 2010 Porosity In Petroleum Reservoir Rock and Fluid Properties pp 19 34 Boca Raton USA CRC Press De Sena Aquino A C M Pereira J M Watanabe L B amp Amante E R 2013 Standardisation of the sour cassava starch reduces the processing time by fermentation water monitoring International Journal of Food Science amp Technology 48 9 1892 1898 doi 10 1111 ijfs 12167 Defloor I Deh
306. ut tre envisag e Une tude r cente Franco ef al 2010 utilisant la technique HPAEC ENZ PAD a montr une augmentation de la proportion des cha nes moyennes et longues et une diminution de la proportion des cha nes courtes lors de traitements de fermentation et ou irradiation UV 148 3 2 Travaux compl mentaires Des travaux compl mentaires d une part pour caract riser la solubilit de l amidon et d autre part pour tablir un proc d standardis de fermentation associ un traitement UV l chelle du laboratoire pourraient am liorer la compr hension des ph nom nes aux niveaux mol culaire et supramol culaire en contr lant mieux les propri t s de panification lors de la fermentation et du s chage au soleil La combinaison de diff rents g notypes de manioc par exemple par la teneur en amylose et des op rations de fermentation et de s chage au soleil devraient permettre d adapter les propri t s de l amidon de manioc aigre pour ouvrir de nouvelles perspectives de d veloppement de produits sans gluten de type boulangerie pain p te pizza etc ou snacks Par ailleurs la maitrise technologique des proc d s d obtention de l amidon aigre ouvre une porte int ressante notamment en Am rique Latine pour la diminution des importations de bl sauvegardant ainsi leur conomie et leur souverainet agroalimentaire 149 R F RENCES BIBLIOGRAPHIQUES Adeyemi I A amp Beckley O 1986
307. va starch combined with sun drying which has excellent breadmaking capacity Cereda 1973 Westby amp Cereda 1994 in Brazil and Cardenas amp de Buckle 1980 and Zakhia Dufour Chuzel amp Griffon 1996 in Colombia These authors described the process to obtain fermented or sour starch Polvilho azedo in Brazil or Almid n agrio in Colombia In this process the main steps are starch extraction natural Corresponding author at CIAT km 17 Recta Cali Paimira AA 6713 Cali Colombia Tel 57 2445 01 48 fax 57 2445 0073 E mail addresses d Gufour cgiar_org dominique dufour cirad fr D Dufour These authors contributed equally to this work 0144 8617 see front matter 2013 Elsevier Ltd All rights reserved http dx doi org 10 1016 carbpol 2013 07 012 sour starch is used locally for bread and pastry production There are also opportunities to use sour cassava starch as adjuvant for breadmaking or as the main ingredient for gluten free breads It is important therefore to understand better the mechanisms giving breadmaking ability of sour cassava starch Extensive works have been performed to develop a better understanding of breadmaking ability of sour starch Dufour Larsonneur Alarcon Morante Brabet amp Chuzel 1996 Mestres amp Rouau 1997 Mestres Rouau Zakhia amp Brabet 1996 Most stud ies focused on the effects of fermentation and sun drying on the physicochemical properties and baking b
308. viscosit inh rente repr sente le rapport du logarithme n p rien de la viscosit relative sur la concentration de la solution de l amidon La viscosit relative est le rapport de la viscosit de la solution sur la viscosit du solvant Les viscosit s r duite et inh rente ont t extrapol es concentration z ro partir de r gressions lin aires sur le graphe repr sentant ces viscosit s en fonction de la 68 concentration Harding 1997 Finalement la viscosit intrins que a t calcul e comme la moyenne des viscosit s r duite et inh rente extrapol es concentration z ro La Figure 29 montre le point d intersection entre la viscosit r duite et inh rente a concentration z ro qui d finit la viscosit intrins que 3 3 12 Porosit Une hypoth se concernant l effet de la fermentation sur la structure des granules est que la porosit augmente suite l hydrolyse d une partie des mol cules d amidon Camargo et al 1988 Dufour et al 1995 Des analyses de porosit l h lium et au mercure pour la d tection des porosit s ferm es et ouvertes respectivement ont t effectu es afin de v rifier cette hypoth se et quantifier les ventuelles diff rences de porosit entre vari t s de manioc La porosit et sa distribution affectent d une part les propri t s m caniques des aliments Sahin amp G l m Sumnu 2006 et d autre part les propri t s de transport comme la diffus
309. x d altitude Le test de Fisher du Tableau 23 et l analyse cluster Figure 54 indiquent d une part une variabilit importante des param tres DSC en fonction du g notype et d autre part une nette diff rence entre g notypes de plaine et d altitude De plus cette analyse montre que les cinq meilleurs g notypes panifiables CM7138 7 Cumbre 3 SM707 17 SM1495 5 et Tambo 4 sont organis s en deux groupes voisins II 116 semble donc que l information sur la capacit de panification puisse tre li e aux param tres DSC Un chantillonnage plus important serait n cessaire pour confirmer ces r sultats HMC 1 CM6438 14 CM4574 7 CM7436 7 CM7438 14 SM1498 4a CM7138 7 Cumbre 3 SM707 17 SM1495 5 Tambo 4 SM7591 5 SM1058 13 Figure 54 Analyse typologique multivari e des donn es group es identifiant les similitudes et diff rences des param tres DSC To Tp et Te et AH entre les treize g notypes d amidon du manioc natif NO 4 1 5 Conclusion partielle Caract risation physico chimique et structurelle des amidons de manioc natifs et ferment s s ch s au soleil Au niveau mol culaire deux diff rences notables entre vari t s de plaine et d altitude ont t identifi es D une part les vari t s de plaine ont une teneur en amylose plus lev e que les vari t s d altitude 21 2 et 18 0 en moyenne respectivement D autre part la temp rature de g l
310. xpansion However no definitive linear correlation was found between depolymerization measured by intrinsic vis cosity and expansion One possible explanation suggested by our results is that other factors are at play In particular the comparison of 13 different genotypes in this study showed that amylose content influenced negatively dough expansion possibly because of amylose lipid complex forma tion Hence selecting low amylose cassava genotypes may help to obtain more consistent breadmaking quality In particular expan sion tests with recently discovered amylose free cassava genotypes Rolland Sabat et al 2013 could confirm this hypothesis Other physicochemical parameters did not show direct correla tions with expansion properties However differences in sensitivity to the fermentation treatment for lowland and highland geno types were apparent in particular through particle size RVA and intrinsic viscosity analyses These observations led to the idea that to understand the phenomena underpinning sour cassava starch breadmaking ability it is important to make a distinction between molecular and supra molecular levels Firstly at molecular level fermentation and sun drying caused depolymerization for all genotypes which helped increase loaf vol ume due to the reduced viscosity of the dough during expansion as predicted by the model of bubble expansion proposed by Fan Mitchell and Blanshard 1999 Different models Ha
311. y fermentation and or sun drying targets mainly the amorphous regions of starch granules Bertolini Mestres Raffi et al 2001 The gelatinization temperatures T T and T gelatinization temperature range AT and enthalpy AH were comparable to values reported in the literature Table 2 Bertolini Mestres Lourdin et al 2001 Garcia Colonna Bouchet amp Gallant 1997 Marcon et al 2009 Mestres amp Rouau 1997 Nwokocha Aviara Senan amp Williams 2009 DSC parameters are linked to the cohesion in the structure of granule Marcon et al 2009 the integrity and the crystalline struc ture of starch granule Mestres amp Rouau 1997 Te Tp and Te of lowland genotypes were 3 81 3 66 and 3 12 C significantly higher than those of highland In contrast no statistically significant dif ference was found between lowland and highland genotypes in terms of gelatinization enthalpy AH Thus To T and T could be used to differentiate starches from lowland and highland geno types The narrow gelatinization temperature range AT suggested a homogeneous size and stability of crystallites within our samples in contrast to previous studies which found a broader gelatiniza tion temperature range of approximately 20 C T 61 35 C and Te 81 77 C Putri Haryadi Marseno amp Cahyanto 2011 As seen in Table 2 a high variability of DSC parameters was observed indicating a pronounced genotype effect A Fisher tes
312. y ultrasound 30s in order to break down granules aggregates according to Jinapong Suphantharika and Jamnong 2008 The obscuration was adjusted in the range 11 14 during the measurements The Fraunhofer model for non transparent particles was used for the size calcu lations with the refractive index of the dispersant water set at 1 33 The analyses were performed in triplicates and mean values were calculated 170 PM Alvarado et al Car Dohydrate Polymers 98 2013 1137 1146 1139 2 6 Pasting properties The methodology reported by Sanchez et al 2009 was used Hot starch dispersion viscosity profiles were obtained with a Rapid Visco Analyser model RVA 4 Series Newport Scientific War riewood Australia Starch 1 25 g db was dispersed in distilled water 23cm to yield a 5 suspension Viscosity was recorded using the following temperature profile holding at 50 C for 1 min heating from 50 C to 90 C at 6 Cmin holding at 90 C for Smin and then cooling down to 50 C at 6 Cmin with con tinuous stirring first at 960rpm for 10s and then at 160rpm throughout the rest of the experiment Eight parameters were measured on the visco amylogram pasting temperature and past ing time PT and Pt peak viscosity 1 PV1 first viscosity peak after beginning of pasting peak viscosity 2 PV2 second vis cosity peak after beginning of pasting time of peak viscosity 1 and 2 tPV1 and tPV2 respectively lowest hot paste v
313. ydation total CO COOH des diff rentes Vari t s sn 104 Figure 50 Ajustement du spectre calcul au spectre exp rimental pour la vari t SM7591 5 moyenne des 4 traitements sens 105 Figure 51 Observations par MEB de 2 g notypes d amidon du manioc un de plaine a b et un autre d altitude c d soumis a deux traitements non ferment s ch au four NO et ferment s ch au four FO a CM6438 14 NO b CM6438 14 FO c SM707 17 NO d SM707 17 FO 108 Figure 52 Observations par EMEB de 2 g notypes du manioc un du plaine e f et un autre d altitude g h soumis deux traitements non ferment s ch au four NO et ferment s ch au four FO e CM4574 7 NO f CM4574 7 FO g SM707 17 NO et h SM707 17 FO mms 109 Figure 53 Diffractogramme de rayons X des amidons de manioc CM4574 7 plaine NO en rouge SM1058 13 altitude NO en violet et Cumbre 3 altitude NO FO et FS respectivement en orang vertet DSU asser a een cena dre dre insert aa aaia aaa 112 Figure 54 Analyse typologique multivari e des donn es group es identifiant les similitudes et diff rences des param tres DSC To T et T et AH entre les treize g notypes d amidon du manioc natif NO sense Naana yaaa aaaeaii aie anses 117 Figure 55 Analyse multivari e Cluster pour identifier des diff rences et des similitudes entre les capacit s de panification ayant une formulation avec du HPMC et des lipides des vari t s so
314. ype A 10 40 Sph rique type B 5 10 Sorgho C r ale Sph rique 5 20 Manioc Racine Sph rique lenticulaire 5 45 Triticale C r ale Sph rique 1 30 Sagou C r ale Ovale 20 40 Bl C r ale Lenticulaire type A 15 35 2 10 D apr s Tester Karkalas amp Qi 2004 2 1 2 Les granules d amidons natifs sont insolubles dans l eau temp rature ambiante En Comportement du granule d amidon en milieux aqueux pr sence d un exc s d eau et a une temp rature sup rieure a 50 60 C le granule d amidon passe successivement par trois tats gonflement g latinisation et solubilisation Au cours du refroidissement un gel physique se forme c est la r trogradation Thomas amp Atwell 1988 cf Figure 8 D DE R 20 C 50 60 C 80 C 100 C 60 C 20 C SORPTION Gonflement Dispersion RETROGRADATION ET GELIFICATION EMPESAGE Figure 8 Diff rents tats du granule d amidon plac en exc s d eau en fonction de la temp rature Duprat et al 1980 19 2 1 2 1 La g latinisation La g latinisation ou encore l empesage se produit lors du chauffage de l amidon en exc s d eau proportion d eau sup rieure 60 70 base humide Ce ph nom ne entra ne une transition d ordre structure semi cristalline d sordre structure amorphe irr versible BeMiller amp Whistler 2009 Garcia Colonna Bouchet amp Gallant 1997 Tester et al 2000 Cette phase
315. ypes d altitude augmente lors de la fermentation et que celle des granules d amidon des g notypes de plaine ne varie pas significativement 4 3 1 1 Porosit l h lium Tableau 27 Densit des amidons de manioc natifs et ferment s G notype Densit g mL Traitement 7 NO FO Plaine HMC 1 1 58 0 00 1 58 7 00 10 CM6438 14 1 51 7 00 10 1 58 7 00 10 CM4574 7 1 60 3 50 10 1 59 1 40 10 Altitude CM7436 7 1 61 2 80 10 1 58 4 90 10 CM7438 14 1 59 1 40 10 1 57 1 40 10 SM1498 4a 1 58 7 00 10 1 58 7 00 10 CM7138 7 1 58 2 80 10 1 58 4 20 10 SM7591 5 1 59 1 40 10 1 57 0 00 Cumbre 3 1 60 1 00 107 1 61 1 70 10 SM707 17 1 59 7 00 10 1 58 7 00 10 SM1495 5 1 58 1 40 10 1 59 4 90 10 Tambo 4 1 57 7 00 10 1 56 0 00 Plaine 1 56 3 95 10 1 58 7 50 10 Altitude 1 59 1 24 10 1 58 1 76 10 Tous 1 58 2 33 10 1 58 1 56 10 Z Traitements NO non ferment s ch au four FO ferment s ch au four a b Des lettres diff rentes dans chaque rang e indiquent les diff rences significatives en p lt 0 05 Tukey Les carts types sont indiqu s entre parenth ses 137 Le Tableau 27 montre les densit s particulaires mesur es avec un pycnom tre h lium pour les 13 g notypes d amidon de manioc soumis 2 traitements natif NO et ferment FO Ces val

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