Soutenance mémoire
Généralités sur les Musaceae
La maturation d’un fruit climactérique
Les bananes sont des fruits climactériques caractérisés par un pic du taux de respiration et une salve concomitante de la production endogène d’éthylène, au cours de leur processus de mûrissement. L’éthylène étant l’hormone végétale qui régule un large éventail de processus relatifs au développement végétal et aux réponses de l’environnement (Pech et al., 2008).
Cette augmentation brutale de la synthèse d’éthylène lors de la maturation bananes est responsable de l’initiation de l’ensemble des modifications biochimiques et texturales subies par le fruit (Biale, 1964). Vendrell et McGlasson, 1971 ont également démontré que de la capacité d’un fruit climactérique à synthétiser de l’éthylène ou de celle à répondre à de l’éthylène exogène dépendait la capacité du fruit à mûrir
Le mode de reproduction
Le bananier est une monocotylédone herbacée de grande taille. Mis à part les espèces à graines (espèces de bananiers sauvages) qui disposent à la fois d’une multiplication végétative et d’une reproduction sexuée, le mode de reproduction des bananiers cultivés est la multiplication végétative (Bakry, 1984). Après fructification, une tige meurt et est remplacée par des ramifications émises par la tige : les rejets ou rejetons. Dans la vie du bananier, il y a une phase végétative durant laquelle il produit des feuilles puis une phase florale durant laquelle il produit des pièces florales.
Morphologie du fruit du bananier triploïde Acuminata AAA : Cavendish
Le groupe Cavendish comprend 4 cultivars principaux cultivés pour l’exportation des fruits et de nombreuses autres espèces à consommation locale. On trouve dans ce groupe des formes géantes (lacatan), moyennes (maneah, poyo, valéry et sérédou) et naines (la grande naine, le nain). Les bananes sont formées de la peau (le péricarpe) et de la pulpe (l’endocarpe). Le fruit est relié au coussin et par un pédicelle. Le péricarpe est composé d’un épiderme stomatifère avec une cuticule ne permettant que peu d’échanges gazeux, d’une couche parenchymatique sous-épidermique et d’une zone profonde à parenchyme lâche (Omoaka, 2000). Les fruits possèdent une grande proportion de peau qui diminue avec leur maturité.
Les ovules avortés se retrouvent dans l’endocarpe et les grosses cellules ovoïdes amylifères des 3 carpelles constituent l’essentiel de la pulpe (Lassoudière, 2007). Au moment de la floraison, les feuilles fournissant à la plante une surface foliaire importante permettent de canaliser les eaux de pluie (Stover et al., 1987). A la sortie de l’inflorescence, il ne reste que 11 à 15 feuilles fonctionnelles (Lassoudière, 2007). Pour un développement correct des fruits jusqu’à la récolte, il faut au minimum 8 feuilles fonctionnelles à la floraison et au moins 4 à la récolte.
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Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
PARTIE 1 – ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
Chapitre 1 – Généralités sur les Musaceae
1. Origine et diversité génétique des bananiers
1.1 Origine
1.2 Classification des bananiers
2. Physiologie du bananier
2.1 Appareil végétatif
2.1.1 Le système souterrain
2.1.2 Les feuilles
2.1.3 Les organes de la reproduction
2.1.3.1 Les fleurs
2.1.3.2 Le fruit
a- Maturation d’un fruit climactérique
2.2 Physiologie du bananier
2.2.1 Le mode de reproduction
2.2.2 Le cycle végétatif
2.2.3 La biologie florale
2.2.3.1 La floraison femelle et la fructification
2.2.3.2 La floraison mâle
2.3 Variété Cavendish
2.3.1 Morphologie du fruit du bananier triploïde AAA, Cavendish
2.3.2 Développement physiologique du fruit Cavendish
3. Utilisations de la banane
3.1 Usages traditionnels et artisanaux de la banane
3.2 Usages industriels de la banane
3.2.1 Farines et poudres de bananes en production industrielle
3.2.1.1 Farines de bananes vertes
3.2.1.2 Poudres de bananes mûres
3.2.2 Le sucre de banane
3.2.3 Les chips de banane
3.3 Usages du bananier et de ses différentes parties
Chapitre 2 – Caractéristiques physico-chimiques et biochimiques de Musa
1. Caractérisation du péricarpe des bananes
1.1 Couleur de la peau
1.2 Structure cellulaire de la peau
1.3 Composition biochimique de la peau
2. Caractérisation de la pulpe des bananes (ou endocarpe
2.1. Composés aromatiques volatiles de la pulpe
2.2. Structure cellulaire de la pulpe ou endocarpe
2.3. Composition biochimique de la pulpe
2.3.1. Généralités
2.3.2. Les glucides
2.3.2.1. L’amidon
2.3.2.2. La taille des granules d’amidon
2.3.2.3. L’amidon résistant des bananes
2.3.3. Les protéines
2.3.3.1. Les acides aminés
2.3.3.2. Les amines : sérotonine, dopamine et norepinephrine
2.3.4. Les lipides
2.4. Evolution de la composition du fruit au cours du mûrissement
2.5. Impact des saisons
Chapitre 3 – Les molécules d’intérêt Santé au sein de Musa
1. Les composés phénoliques
1.1. Généralités
1.2. Classification es composés phénoliques
1.3. La dopamine, un composé phénolique simple
1.4. Les flavonoïdes
1.4.1 Généralités
1.4.2 Biosynthèse des flavonoides
1.4.3 Structure et classificatio
1.4.4 Les catéchines, un flavonol, une sous-classe des flavonoïdes
1.4.5 Les leucocyanidines
1.5 Les tanins
1.5.1 Les tanins hydrolysables
1.5.2 Les tanins condensés
2. Les phytostérols
2.1 Les stéryls glucosides
2.1.1. Les sitoindosides IV
3. L’amidon résistant
3.1 L’amidon résistant type R1
3.2 L’amidon résistant type R2
3.3 L’amidon résistant type R3
3.4 L’amidon résistant type R4
Chapitre 4 – Evaluation des activités biologiques au sein de Musa
1. Stress oxydant
1.1. Les radicaux libres
1.2. Les systèmes de défense contre l’oxydation
1.2.1 Les antioxydants liposolube
1.2.2 Les antioxydants hydrosoluble
1.2.3 Les antioxydants polyphénoliques
2. Impact des polyphénols sur la santé, prévention des désordres métaboliques
2.1 Le métabolisme des polyphénols
2.2 Les applications santé des polyphénols
3. Prévention de l’ulcère gastro-intestinal
3.1. Cytoprotection avec la leucocyanidine
3.2 Cytoprotection avec les sitoindosides
3.3 Cytoprotection de la muqueuse gastrique avec l’amidon résistant
Chapitre 5 – Méthodes d’extraction des composés actifs
1. Extraction au soxhlet
2. Technologie innovante d’extraction, le fluide supercritique
2.1 Historique
2.2 Propriétés des fluides supercritiques
2.3. Les fluides supercritiques couramment utilisés
2.3.1. Le dioxyde de carbone
2.3.2. L’eau
2.3.3. le méthanol
23.4. Les hydrocarbures
2.3. Applications des fluides supercritiques
2.4. Extractions de matières végétales par CO2 supercritique
2.5. Solubilité des produits naturels dans le CO2 supercritique
2.5.1. Facteurs affectant le taux d’extraction
2.5.2. Addition de co-solvant
2.5.3. Pré-traitement de la matière végétale
2.5.4. Direction de l’écoulement du fluide dans le lit fixe d’extraction
2.6. Avantages à l’utilisation du C02 supercritique
3. Flash détente
3.1 Fonctionnement
PARTIE 2 – LES RESULTATS
Chapitre 1 – Les stades physiologiques de récolte des bananes Cavendish FWI et évaluation de nutrifonctionnalités
1. Echantillonnage
2. Publication : Stades physiologiques de récolte et caractérisation nutri-fonctionnelle de bananes Cavendish FWI
Chapitre 2 – Evaluation quantitative des procédés sur les teneurs en molécules nutrifonctionnelles
1 – Extraction au CO2 supercritique
1.1 Matériels et méthodes
1.1.1- Descriptif du pilote expérimental d’extraction au CO2 supercritique
1.1.2- Protocole expérimental
1.1.2.1 Configuration du pilot
11.2.2 Mise en route d’une manipulation
1.1.2.3 Récupération
1.1.3 Préparation et analyse des différentes matières premières
1.1.3.1 Les bananes
1.1.3.2 Mesures complémentaires
1.1.3.2.1Détermination du taux d’humidité de la matière végétale.
1.1.3.2.2Dosage du matériel végétal
1.2. Etude de l’extrait brut
1.2.1 Effets du conditionnement de la matière végétale
1.2.1.1 Etude préliminaire : état frais, séché, lyophilisé, congelé
1.2.2 Effets du conditionnement et de la taille des particules en extraction au CO2 supercritique
1.2.3 Effets du mûrissement des fruits
2 – Flash détente (FD)
2.1- Matériels
2.1.1 Descriptif du pilote de flash détente
2.1.2 Préparation de la matière première
2.2 – Extraction et libération des métabolites par flash détente.
2.2.1 Récupération des exsudats et broyats après FD
2.2.2 Dosage des polyphénols totaux et vitamine C par le réactif de FolinCiocalteu
Chapitre 3 – Evaluation qualitative des procédés sur les teneurs en molécules nutrifonctionnelles
1- Evaluation de l’activité cardiovasculaire d’extraits de bananes Cavendish traités par FD
2- Evaluation de l’activité anti-ulcère sur bananas Cavendish FWI et en fonction des stades
physiologiques de récolte et du procédé d’extraction (soxhlet, macération)
CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES
REFERENCES
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