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Raffinage de l’huile :
But du raffinage de l’huile :
En effet, les huiles après extraction contiennent de nombreux composés : certains sont très utiles (vitamines, insaponifiables, …), d’autres sont nuisibles à leur qualité (gommes, acides gras libres, pigments, agents odorants, …). Le raffinage est l‟ensemble des opérations qui servent à transformer l‟huile brute en un produit comestible [10].
Il a pour but, d’éliminer les acides gras libres (non estérifiés), les produits d’oxydations, les arômes désagréables, les colorants, les produits toxiques (pesticides, glycosides) mais également les phospholipides ainsi que les métaux (fer et cuivre) présents à l’état de traces et généralement liés à des composés organiques [11]. Il permet ainsi de purifier l‟huile pour aboutir à un produit résistant à l‟oxydation, adapté à la consommation et débarrassé de ses substances nocives. Le raffinage permet aussi de maintenir ou d‟améliorer les caractères organoleptiques (gout et odeur neutre, limpidité, couleur jaune claire), nutritionnels et la stabilité des corps gras, tout en maitrisant la formation de nouveaux composés par hydrolyse, oxydation ou isomérisation [12].
On obtient ainsi des huiles répondant aux attentes du consommateur et de l’industrie utilisatrice:
• vis-à-vis du consommateur : il s’agit de proposer une huile qui soit saine, d‟aspect limpide et brillant, peu colorée et de caractéristiques organoleptiques neutres.
• Pour les industries de l’agroalimentaire : l’huile doit satisfaire aux exigences d’un cahier des charges très complet: une excellente qualité du produit est demandée ainsi qu’une traçabilité des lots, l’absence de contaminants et de composés indésirables ainsi qu’une bonne stabilité au cours du temps [8].
Les étapes du raffinage de l’huile :
L‟opération de raffinage passe par plusieurs étapes (Schéma 1):
• Démucilagination (ou dégommage) : elle permet de débarrasser les huiles des gommes après hydrolyse par un acide.
• Neutralisation : les acides gras libres sont les impuretés les plus représentées dans les huiles à raffiner. L‟étape de neutralisation sert à éliminer ces composés susceptibles d‟accélérer l‟oxydation de l‟huile. Elle se fait à l‟aide de soude caustique et est suivie d‟un lavage à l‟eau et d‟un séchage.
• Décoloration : elle sert à éliminer les pigments (carotènes et chlorophylles) contenus dans l‟huile.
• Filtration : cette étape permet d‟obtenir une huile limpide après élimination de la terre décolorante.
• Désodorisation : cette étape permet de débarrasser l‟huile de son odeur désagréable (aldéhydes et cétones) par distillation sous vide poussé à température élevée (180°C-200°C) [10].
Après tout ce long processus du raffinage le produit doit avoir les critères suivants avant l‟ajout de la vitamine A et D3 :
Acidité inférieur à 0,1%.
Teneur en phosphore inférieur à 5 ppm.
Taux de savon égale à 0 ppm.
Humidité inférieur à 0,1%.
Absence de chlorophylle et de carotène car ce sont des agents de photo-oxydant.
Absence de fer et de cuivre car ce sont des catalyseurs d‟oxydation.
Absence d‟odeur indésirable et de flaveur. [2]
Composition de l’huile raffinée
Après le processus de raffinage, les huiles ont des profils nutritionnels spécifiques que l‟on peut classer selon les dominances des différents acides gras (saturés, mono-insaturés et polyinsaturés) [7].
Les huiles végétales sont constituées essentiellement (≈ 99 %) de triacylglycérols (ou triglycérides) (figure 2). Les autres constituants, tels que les stérols, les vitamines liposolubles et les phospholipides sont mineurs (≈ 1 %). Les triacylglycérols (TAG) sont des triesters, constitués de trois molécules d‟acides gras pour une molécule de glycérol. En général, ces trois acides gras sont différents :
• Les acides gras saturés (AGS – sans double liaison) et les acides gras mono-insaturés (AGMI – une double liaison) occupent préférentiellement les positions externes du squelette glycérol.
• Les acides gras polyinsaturés (AGPI- deux ou plus doubles liaisons) occupent la position interne [12].
R1-CO-O-CH2
R2-CO-O-CH
R3-CO-O-CH2
En conséquence, chaque huile se caractérise par sa composition en acides gras, et également par sa structure glycérique. Cette dernière peut avoir une implication sur la valeur nutritionnelle d‟une huile, dans la mesure où la digestibilité des AGS, tels que les acides palmitiques et stéariques, est moindre lorsqu‟ils occupent les positions externes plutôt que la position interne [12]. Les huiles se différencient selon leurs compositions en acides gras (tableau 1) :
Les acides gras mono-insaturés (AGMI) sont les composants majoritaires dans l‟huile d‟olive, d‟arachide, de noisette. Les acides gras polyinsaturés (AGPI) (figure 3) sont majoritaires dans les huiles de soja, de tournesol, de germe de maïs et de pépins de raisin. L‟acide gras alpha-linoléique (C18:3 oméga-3/AGPI) est présent en quantité significative dans l‟huile de colza, de soja, de noix et de lin. Les huiles de palme, de palmiste et de coprah riches en acide laurique (C12:0) avec une présence en quantité moyenne à forte d‟acides gras saturés (AGS) avec leurs principaux représentants (C12:0, C16:0, C18:0)
Ces huiles contiennent en moyenne 8 à 15 % d‟AGS, l‟arachide dépassant cette fourchette avec environ 20 % (ou plus). [14]
Rôle des huiles alimentaires
L‟huile végétale joue un rôle majeur dans notre alimentation; nous la consommons directement sous forme d’huile raffinée ou vierge, ou bien indirectement via de nombreux produits de l’industrie agroalimentaire [8]. Elle est indispensable pour l‟organisme. En effet elle doit représenter environ le tiers (1/3) de l‟apport énergétique journalier. Outre les apports énergétiques les lipides participent à la thermorégulation du corps, et participent à la constituent les membranes cellulaires. Ils sont aussi vecteurs de vitamines liposolubles (vitamine E antioxydant), et jouent un rôle dans la croissance et la prévention des maladies de la rétine et de protection contre le froid. Les omégas 3,6 ,9 participent à la prévention des maladies cardiovasculaires [W3].
La fortification de l’huile raffinée
Définition :
La fortification des aliments de base consiste à ajouter industriellement des vitamines et/ou des sels minéraux à des produits alimentaires de large consommation dans le but de renforcer leur contenu nutritionnel global (La farine est fortifiée en fer, en acide folique et en vitamines du groupe B, l„huile de table et le lait en vitamines A et D3 et le sel en iode) [W4]. Le processus d‟enrichissement est fonction de la biodisponibilité, de la composition des aliments, des conditions de traitement et du coût [16].
On distingue quatre formes de fortifications:
• la fortification à grande échelle : c‟est la fortification de produits alimentaires consommés par l’ensemble de la population ; comme celle de l‟huile avec les vitamines A et D3
• la fortification ciblée : fortification visant certains groupes spécifiques de la population, comme les compléments alimentaires pour les jeunes enfants ;
• la fortification axée sur le marché : fortification volontaire par les producteurs de denrées alimentaires ;
• la fortification à domicile : fortification à l’échelle du foyer ou de la communauté [W5].
La technologie adoptée dans le processus de fortification demeure simple et peu coûteuse. Au regard de ces importants enjeux, le Gouvernement du Sénégal a enclenché le processus de fortification qui a abouti à l‟adoption des normes sénégalaises sur les huiles comestibles fortifiées en vitamine A et la farine de blé tendre enrichie en fer et acide folique. [W6]
But de la fortification :
Du point de vue de la santé publique, la malnutrition par carence en micronutriments est préoccupante non seulement du fait du très grand nombre de personnes touchées, mais aussi parce qu‟en tant que facteur de risque pour de nombreuses maladies, elle peut contribuer à élever les taux de morbidité et même de mortalité [W1].
La fortification a pour objectif essentiel :
La restauration des pertes subies en micronutriments (vitamines et sels minéraux) lors de la fabrication, de l„entreposage, et de la manutention.
La compensation des variations naturelles de la composition d„un aliment.
L‟assurance d„une équivalence nutritionnelle entre un aliment substitut et un aliment courant existant.
L‟assurance d„un apport équilibré en micronutriments à la population.
Le maintien et l‟amélioration de la qualité nutritionnelle des aliments mis sur le marché.
La réduction du risque de maladies chroniques liées à l„alimentation.
La protection de la population contre les carences nutritionnelles [W4].
Fortification de l’huile avec les vitamines A et D3
Rappels sur les vitamines A et D3
Les vitamines sont des substances organiques indispensables à la croissance, à la reproduction et au fonctionnement de l’organisme. Cependant elles ne peuvent pas être synthétisées par l‟organisme, elles sont ainsi fournies par l’alimentation.
vitamine A
Elle provient de la dégradation du β-carotène (figure 4) par des enzymes du foie (les carotènes). Cette conversion implique des oxydations avec coupure de liaison C-C. C‟est une vitamine liposoluble qui se présente dans l‟organisme sous la forme de rétinol (C20H30O), de rétinal (C20H28O), d‟acide rétinoïque (C20H28O2) ou de palmitate de rétinyle (C36H60O2) (Figure 5). Une molécule de béta-carotène, par hydrolyse de la liaison 15-15‟ sous l‟influence d‟un caroténoïde mono-oxygénase (β-caroténe15-15‟ mono-oxygénase), donne deux molécules de vitamines A. Par contre, les deux autres carotènes (alpha et gamma) ne donnent naissance qu‟a une seule molécule de vitamine A [W7].
Métabolisme
Une fois que le bêta-carotène est absorbé dans les cellules muqueuses de l‟intestin grêle, il peut être clivé en aldéhyde de vitamine A (rétinyle). Le clivage peut se produire au doublé central de 15-15’ pour donner deux molécules de rétinaldéhyde. Ces molécules sont immédiatement réduites par une enzyme (rétinyle réductase) en rétinol dans le cytoplasme des cellules intestinales. Le rétinol est alors estérifié en esters rétinyle qui sont transportés par le sang vers le foie. Dans les périodes de l‟apport alimentaire inadéquat de vitamine A, les esters de rétinyle dans les tissus sont hydrolysés en rétinol pour la mobilisation et l‟utilisation. Cet ensemble de réactions se produit dans de nombreux tissus, y compris l‟intestin, le foie et les glandes surrénaliennes. Certains enzymes appartenant aux groupes des réductases, des hydrolases et des estérases participent à ces réactions biochimiques [21]. Schéma 2 β-carotène + NADH/NAD H2O
Rôle de la vitamine A
La lutte contre la carence en vitamine A est reconnue comme une priorité mondiale. Le Sommet des enfants de 1990 a établi l‟objectif de «quasi-élimination de la carence en vitamine A et ses conséquences, y compris la cécité ». La principale raison d’évaluer la vitamine A consiste à déterminer la gravité et la distribution de la carence en vitamine A dans une population [18]. La vitamine A est un micronutriment essentiel pour le développement normal de l‟individu et le maintien de la santé [19].
La vitamine A est indispensable à la vision, impliquée dans le déclenchement de l‟influx nerveux vers les nerfs optiques.
Elle est essentielle à la croissance, puisqu‟elle intervient dans la
différenciation cellulaire.
Elle stimule aussi le renouvellement des cellules et est, à ce titre, importante pour la peau et l‟ensemble des muqueuses.
Elle contribue au fonctionnement du système immunitaire.
Le bêta-carotène, quant à lui, a une action anti-oxydante : en synergie avec d‟autres micronutriments (vitamines C et E, sélénium …), il contribue à protéger l‟organisme d‟un vieillissement prématuré [20].
Chaque forme de la vitamine A a des fonctions différentes et unique dans le corps humain. Le rétinol est la forme de transport qui circule dans le sang, le rétinaldéhyde et ses isomères cis sont présents dans l‟œil et sont nécessaires pour la vision, les esters de rétinyle sont la forme de stockage trouvés dans le foie et certains autre tissus, l’acide rétinoïque, la forme active dans le contrôle de l‟expression des gènes, est produite en très petites quantités, mais est essentiel pour de nombreuses fonctions biologiques de la vitamine A. [21]
Rôle de la vitamine A dans la vision
Il est important de distinguer les deux fonctions différentes de la vitamine A dans l’œil :
• Pour la vision en soi, la vitamine A (sous forme de rétinaldéhyde) fait partie du pigment visuel nécessaire à la perception visuelle et la carence en vitamine A entraîne une cécité nocturne (altération des capacités de voir dans de faibles niveaux de lumière); mais cela peut être inversé en fournissant suffisamment de vitamine A.
• pour le maintien de l’intégrité de la cornée, l’acide rétinoïque est nécessaire pour maintenir une différenciation cellulaire appropriée et une carence en vitamine A entraîne une hyper kératinisation de la conjonctive et une disparition des cellules caliciformes productrices de mucus. Cela provoque une xérophtalmie, une sensibilité à l’infection, une cicatrisation éventuelle de la cornée et une permanente cécité irréversible [21].
Mécanisme d’action dans la vision
Le schéma 3 montre comment la vitamine A intervient dans le mécanisme de la vision. Elle est d‟abord oxydée en trans- rétinal qui est isomérie en 11-cis-rétinal par les enzymes du foie. Parvenu dans les cellules de type bâtonnets situées dans la rétine (qui contient aussi des cellules de type cônes), le 11-cis rétinal réagit avec un phospholipide porteur d‟un groupement NH2 pour former une base (un Ion imininum). Cette base réagit avec la protéine opsine pour donner la rhodopsine qui est sensible à la lumière dans le visible. Lorsque la lumière atteint les bâtonnets de la rétine, il y‟a isomérisation de la double liaison C11=C12 de la configuration cis à la configuration trans pour former la méta-rhodopsine II. En absence de lumière, l‟isomérisation cis-trans prendrait environ 1100 ans, en présence de lumière, elle se fait en 20 picosecondes. Le changement de géométrie qui accompagne l‟isomérisation cause l‟activation d‟une protéine Gs (protéine G stimulatrice), la transducine, laquelle active une phosphodiestérase qui transforme le c-GMP (cyclic guanosine mono phosphate en GMP (clycomacropeptide). Finalement, le processus cause une fermeture des canaux Na+, ce qui provoque une hyperpolarisation de la membrane cellulaire ganglionique et une impulsion nerveuse qui est transmise au cerveau par le nerf optique. Il y a ensuite coupure du métarhodopsine II en trans-rétinal (en 40-60 minutes chez l‟humain). Une déficience en vitamine A a pour conséquence en une difficulté à voir dans la pénombre. [22]
Les aliments sources de vitamine A
Il existe deux sources de vitamine A dans l„alimentation
Vitamine A d’origine animale : Rétinol ou vitamine A présente dans le foie, la viande, les œufs, le beurre, le lait et ses dérivés.
Vitamine A d’origine végétale : caroténoïde ou provitamine A présente dans le persil, la coriandre, les légumes jaune orangés ou à feuilles vertes (les carottes, les courges, les patates douces, les blettes, la mauve, le pourpier…) et les fruits (les pêches, les abricots…). [W4]
Vitamine D3
La vitamine D3 (cholécalciférol) est unique parmi les vitamines dans la mesure où les humains peuvent la produire eux même dans leur peau à condition qu‟ils soient suffisamment exposés aux rayons ultraviolets. La vitamine D3 et la vitamine D2 (ergocalciférol) se trouvent également naturellement dans certains aliments [21].
La source naturelle de la vitamine D3 est la syntése cutanée dans les couche profonde de lépiderme (Schéma 4) où l‟action des rayonnements UV permet une photolyse du 7-déhydrocholestérole en prévitamine D3 qui ensuite s‟isomerise (+ 37°C) en vitamine D3. La quantité de vitamine D3 formée lors de l‟exposition au soleil depend de la region exposée de sa surface mais aussi de l‟intensité du rayonnement UV (minimum 18MJ/cm) [24].
Rôle de la vitamine D3
La vitamine D3 est l‟un des plus importants régulateurs (par fixation) de l‟homéostasie du calcium et du phosphore lors de la digestion. Elle joue également de grands rôles dans la différenciation cellulaire et dans la sécrétion et le métabolisme des hormones, y compris l‟hormone parathyroïdienne et l‟insuline. [25]
La vitamine D3 entre en action dans la formation osseuse et dentaire, en interagissant avec le calcium. Elle est également essentielle à la bonne santé musculaire. Elle agit aussi dans la prévention des cancers colorectaux et du sein. La vitamine D3 peut restaurer de manière significative les dommages du système cardiovasculaire causé par plusieurs maladies, notamment l’hypertension, le diabète et l’athérosclérose [W10].
Mecanisme d’action de la vitamine D3 dans l’organisme
La vitamine D3 est une hormone liposoluble dont la biosynthèse commence au niveau cutané sous l‟effet du rayonnement ultraviolet, continue au niveau hépatique par l‟hydroxylation en C25 et se termine au niveau rénal par l‟hydroxylation en C1, après plusieurs étapes successives. La vitamine D3 existe sous deux formes principales: la forme de stockage (25-OH vitamine D3 ou calcidiol) et la forme active (1-25-OH2 vitamine D3 ou calcitriol). La 1-25-OH2 vitamine D3 est une hormone stéroïde et, à ce titre, elle agit comme telle au niveau cellulaire, avec une liaison initiale cytoplasmique au récepteur de la vitamine D3 (VDR) qui appartient à la superfamille des récepteurs nucléaires, et qui va ensuite transloquer dans le noyau de la cellule et se fixer sur la VDRE (vitamin D responsive element). Elle déclenche l‟expression ou la répression des gènes cibles contrôlés par la vitamine D (Schéma 5) [23].
Les aliments source de vitamine D3
La vitamine D3 n‟est naturellement présente que dans relativement peu d‟aliments, les sources alimentaires ne fournissent en général qu‟une petite partie des besoins quotidiens. Les principales sources alimentaires de vitamine D3 sont les poissons de mer comme le hareng, le saumon et les sardines, et l‟huile de foie de poisson. On en trouve également de petites quantités dans d‟autres produits animaliers (par exemple la viande de bœuf, le beurre) [25].
Apports nutritionnels conseillés par jour des vitamines A et D3 :
Les vitamines A et D3 sont des vitamines liposolubles qui jouent des rôles très importants dans notre organisme. Ce pendant leurs apports nutritionnels doit respecter une certaine valeur limite dont notre organisme a besoin (voir tableau 2) pour son bon fonctionnement.
Protocole de fortification de l’huile par les vitamines A et D3
Après la désodorisation qui a pour but d‟éliminer les substances volatiles comme les aldéhydes et les cétones provenant de la décomposition des peroxydes instables, à l‟aide d‟une pompe doseuse on injecte à l‟huile de la vitamine A et D3. . Des micronutriments avec excès sont ajoutés à différents points du processus pour minimiser la dégradation et maintenir les nutriments à des niveaux revendables tout au long de la durée de conservation du produit [16]. Le circuit d‟enrichissement de l‟huile de table (Schéma 6)
comprend le matériel suivant :
Un réfrigérateur capable de stocker l‟équivalent de deux mois de consommation en prémix vitaminé.
Deux bacs agités en inox, de capacité 500 litres chacun, pour la préparation du prémix vitaminé.
Une pompe doseuse en inox à débit régulé de 0 à 50 l/h avec précision de 1%.
Un clapet d‟injection de la préparation du prémix vitaminé.
Un mélangeur statique entièrement en inox.
Deux cuves agitées en inox, de capacité 39 000 litres pour compléter et assurer un mélange intime entre l‟huile et la vitamine A et D3.
Une pompe mono anti-émulsion pour le transfert de l‟huile.
Une pompe grande débit pour le transfert de l‟huile fortifiée vers l‟atelier de conditionnement [2].
Quelques règles à respecter pour la fortification :
L„addition de micronutriments à des denrées alimentaires devrait suivre un certain nombre de règles bien précises dont les plus indiquées sont :
La denrée alimentaire à fortifier doit être largement consommée.
L„addition de micronutriments doit être justifiée sur le plan nutritionnel.
L„aliment à fortifier doit être un vecteur adapté pour corriger le désordre nutritionnel observé chez la population cible.
Le micronutriment doit être additionné à l„aliment vecteur en quantité suffisante pour corriger ou prévenir le désordre nutritionnel.
La consommation des aliments fortifiés doit être sans danger pour la population
L„évaluation de l„acceptabilité et de la stabilité de l„aliment fortifié doit être préalablement réalisée.
L„adjonction du micronutriment ne doit pas entraîner une modification des caractéristiques organoleptiques de l„aliment (la couleur, le goût, la texture…)
La biodisponibilité du micronutriment ajouté doit être mesurée.
Les bénéfices et l„impact en terme de santé doivent être prouvés scientifiquement [W4].
1 Kg d‟huile doit avoir une quantité de vitamine A et D3 entre 30 000 à 45 000 UI/Kg. Lorsque cet intervalle est dépassé ; l‟huile devient toxique [2]. Comme toutes les méthodes de lutte contre la malnutrition, la fortification présent des avantages et des limites aussi bien sur le plan technologique que sur la nature de l‟aliment fortifiée.
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Table des matières
Introduction générale
I. L’huile raffinée
I.1. Définition de l’huile
I.2. Extraction des huiles
I.3. Raffinage de l’huile
I.3.1. But du raffinage de l’huile
I.3.2. Les étapes du raffinage de l’huile
I.4. Composition de l’huile raffinée
I.5. Le rôle des huiles alimentaires
II. La fortification de l’huile raffinée
II.1. Définition
II.2. But de la fortification
II.3. Fortification de l’huile avec les vitamines A et D3
II.3.1. Description des vitamines A et D3
II.3.1.1. Vitamine A
II.3.1.1.1. Métabolisme
II.3.1.1.2. Rôle de la vitamine A
a) Rôle dans la vision
b) Mécanisme d’action dans la vision
II.3.1.1.3. Les aliments source de vitamine A
II.3.1.2. Vitamine D3
II.3.1.2.1. Rôle de la vitamine D3
II.3.1.2.2. Mécanisme d’action dans l’organisme
II.3.1.2.3. Les aliments sources de vitamine D3
II.4. Protocole de fortification de l’huile
II.5. Quelques règles à respecter pour la fortification
III. Les avantages et problèmes liés à la fortification
III.1. Les avantages
III.2. Problèmes liés à la fortification
III.2. Problèmes liés au processus de fortification
III.2.1. Problèmes liés à la nature de l’aliment fortifié
Conclusion
Références
Bibliographie
Webographie
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