utilisation de la ntic dans l'étude physico-chimique des...
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UNIVERSITE D’ANTANANARIVO
Domaine : Sciences et Technologies
Mention : Procédés et Ecologie Industrielle
Parcours : Physico-chimie des mélanges complexes
MEMOIRE POUR L’OBTENTION DU DIPLOME DE MASTER II
Présenté par RANDRIAMASINA Vololonarivo Hanitra Nirina Domoina
Le Samedi 03 Septembre 2016
Devant le jury composé de :
Président : Monsieur RAFENOMANANTSOA Alphonse, Professeur Titulaire
Rapporteur : Monsieur RAKOTOARIMANGA Jeannot Victor, Professeur Titulaire
Examinateur : Monsieur TIANASOA RAMAMONJY Manoëlson, Maitre de Conférences
UNIVERSITE D’ANTANANARIVO
Domaine : Sciences et Technologies
Mention : Procédés et Ecologie Industrielle
Parcours : Physico-chimie des mélanges complexes
MEMOIRE POUR L’OBTENTION DU DIPLOME DE MASTER II
Présenté par RANDRIAMASINA Vololonarivo Hanitra Nirina Domoina
Le Samedi 03 Septembre 2016
Devant le jury composé de :
Président : Monsieur RAFENOMANANTSOA Alphonse, Professeur Titulaire
Rapporteur : Monsieur RAKOTOARIMANGA Jeannot Victor, Professeur Titulaire
Examinateur : Monsieur TIANASOA RAMAMONJY Manoëlson, Maitre de Conférences
i
Jésus répondit : il est écrit : l’homme ne vivra de pain seulement, mais de
toute parole qui sort de la bouche de Dieu.
Matthieu 4.4.
ii
REMERCIEMENTS
Ce mémoire n’a pu être mené à terme sans la participation de plusieurs personnes à qui je
tiens à adresser mes vifs remerciements, plus particulièrement à :
Monsieur RAFENOMANANTSOA Alphonse, Professeur Titulaire à l’université
d’Antananarivo, qui m’a fait l’honneur de présider le jury de ce mémoire, malgré ses
nombreuses obligations.
Veuillez trouver ici, l’expression de ma haute considération.
Monsieur RAKOTOARIMANGA Jeannot Victor, Professeur Titulaire à l’université
d’Antananarivo, Directeur de laboratoire de chimie structurale, par ses directives et précieux
conseils m’a permis de mener à bon escient et à terme ce travail.
Que vous soyez assuré de mon indéfectible gratitude.
Monsieur TIANASOA RAMAMONJY Manoëlson, Maitre de Conférences à l’université
d’Antananarivo, qui m’a aimablement acceptée d’examiner ce travail de mémoire malgré ses
nombreuses occupations.
Que vous sachiez combien ma reconnaissance est profonde.
Tous les enseignants responsables du parcours physico-chimie des mélanges complexes de
l’université d’Antananarivo, qui n’ont cessé de nous procurer d’une formation distinguée.
Qu’il nous soit permis de vous adresser notre profond respect.
Ma famille qui n’a cessé de me soutenir moralement et financièrement.
Merci pour vos soutiens.
Tous ceux qui, de près ou de loin, ont contribué à la réalisation de ce mémoire.
Veuillez accepter mes remerciements chaleureux.
iii
Table des matières
REMERCIEMENTS ............................................................................................................................... ii
LISTE DES ABREVIATIONS .............................................................................................................. vi
LISTE DES CAPTURES ...................................................................................................................... vii
LISTE DES DIAGRAMMES ............................................................................................................... vii
LISTE DES FIGURES .......................................................................................................................... vii
LISTE DES REACTIONS .................................................................................................................... vii
LISTE DES TABLEAUX ..................................................................................................................... vii
INTRODUCTION GENERALE ......................................................................................................... 1
PARTIE I : ÉTUDE BIBLIOGRAPHIQUE SUR LES ALIMENTS ..................................................... 3
I. GENERALITES SUR LA NUTRITION ........................................................................................ 4
1. L’alimentation et la situation alimentaire à Madagascar ............................................................. 4
2. Les nutriments ............................................................................................................................. 4
2.1 Classification selon leur rôle ............................................................................................... 4
2.2 Classification selon leur quantité indispensable .................................................................. 5
II. LES NUTRIMENTS ENERGETIQUES ........................................................................................ 6
1. Les glucides ou les hydrates de carbone ...................................................................................... 6
1.1 Les oses ............................................................................................................................... 6
1.2 Les osides ............................................................................................................................ 6
1.3 La combustion des glucides................................................................................................. 7
2. Les lipides ................................................................................................................................... 7
2.1 Définition et caractéristiques : ............................................................................................. 7
2.2 Les acides gras ..................................................................................................................... 7
2.3 La combustion des lipides ................................................................................................... 8
3. Les protéines................................................................................................................................ 9
3.1 Définition et caractéristiques ............................................................................................... 9
3.2 Les acides aminés et ses caractéristiques ............................................................................ 9
3.3 Combustion de protéines ................................................................................................... 10
III. LES MICRONUTRIMENTS .................................................................................................... 11
1. Les vitamines ............................................................................................................................. 11
1.1 Définition et caractéristique .............................................................................................. 11
2. Les éléments minéraux .............................................................................................................. 11
2.1 Définition et caractéristique .............................................................................................. 11
iv
2.2 L’eau .................................................................................................................................. 12
3. Les fibres alimentaires ............................................................................................................... 12
IV. ALIMENTS MALGACHES ET PLANTES SAUVAGES ...................................................... 13
1. Les aliments malgaches ............................................................................................................. 13
2. Définition et fonctions des plantes sauvages ............................................................................. 13
V. LES ADDITIFS ALIMENTAIRES .............................................................................................. 15
1. Définition et propriété ............................................................................................................... 15
2. Les colorants.............................................................................................................................. 15
3. Les conservateurs ...................................................................................................................... 15
4. Les antioxydants ........................................................................................................................ 16
5. Les agents de texture ................................................................................................................. 16
6. Les aromes ................................................................................................................................. 16
7. Les édulcorants .......................................................................................................................... 16
8. Les amidons modifiés ................................................................................................................ 17
PARTIE II : PROPRIETES PHYSICO-CHIMIQUES DES NUTRIMENTS ...................................... 18
VI. EXTRACTION ET DOSAGE .................................................................................................. 19
1. Extraction et dosage des micronutriments ................................................................................. 19
1.1 Extraction et dosage de la vitamine A ............................................................................... 19
1.2 Extraction et dosage des minéraux .................................................................................... 20
2. Extraction et dosage des macronutriments ................................................................................ 22
2.1 Extraction et dosage des lipides ........................................................................................ 22
2.2 Extraction et dosage des protéines .................................................................................... 23
3. Extraction et dosage des glucosides cyanogènes ....................................................................... 23
3.1 Facteur nutritionnel ........................................................................................................... 23
3.2 Méthode argentimétrique................................................................................................... 24
VII. RESULTATS ............................................................................................................................ 25
4. Résultats sur les micronutriments .............................................................................................. 25
4.1 Teneur en Vitamines ......................................................................................................... 25
4.2 Teneur en minéraux ........................................................................................................... 25
5. Résultats sur les macronutriments ............................................................................................. 25
5.1 Constituants des lipides ..................................................................................................... 25
5.2 Constituants des protéines ................................................................................................. 26
6. Les composés cyanogènes ......................................................................................................... 26
PARTIE III : TRAVAUX PERSONNELS ........................................................................................... 28
v
VIII. MATERIELS ET METHODES ................................................................................................ 29
1. Ordinogramme........................................................................................................................... 29
2. Algorithme sur l’étude calorifique, l’enrichissement et l’étude de la toxicité .......................... 30
3. Présentation de la programmation ............................................................................................. 31
3.1 Début ................................................................................................................................. 33
3.2 Calcul en quantité nutritive ............................................................................................... 34
3.3 Fin ...................................................................................................................................... 35
IX. RESULTATS ET DISCUSSIONS ............................................................................................ 36
1. Résultats .................................................................................................................................... 36
1.1 Riz ..................................................................................................................................... 36
1.2 Manioc ............................................................................................................................... 37
2. Discussions ................................................................................................................................ 38
PARTIE IV : CONCLUSION GENERALE ......................................................................................... 41
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES .............................................................................................. 44
vi
LISTE DES ABREVIATIONS
A : unité de mesure de l’intensité des courants électriques. Le milliampère est son multiple
équivalent au millième d’ampère.
Da : dalton, unité de masse égale au dixième de la masse d’un atome de carbone 12.
°C : degré Celsius, unité de mesure de la température.
g : gramme, unité de poids du système C.G.S. valant un millième de kilogramme (kg).
% : pourcent, proportion pour cent.
h : espace de temps égal à la vingt-quatrième partie du jour. L’heure est subdivisée en 60
minutes (min ou mn).
J : joule, unité de mesure de travail, d’énergie et de quantité de chaleur. Le kilojoule (kJ) est
un multiple de joule.
L : Litre, unité usuelle de mesure de capacité dans le système métrique. Le millilitre (ml) est
un multiple de litre.
m : mètre, unité fondamentale de longueur servant de base au système métrique. Ses multiples
sont :
- le centimètre (cm), centième partie du mètre, le millimètre, millième partie du mètre,
le micromètre (µm), millionième de mètre.
- le nanomètre (nm) équivalent à milliardième de mètre, utilisé comme unité de mesure
des longueurs d’ondes des rayonnements électromagnétiques.
N : newton, unité de mesure de force.
Pa : pascal, unité de mesure de contrainte et de pression du système international. Le
kilopascal (kPa) est son multiple.
U.V. : rayons ultra-violets.
vii
LISTE DES CAPTURES
Capture 1 : Programmation pour identifier les aliments (début) ........................................................... 33
Capture 2 : Programmation aliment (calcul) ......................................................................................... 34
Capture 3 : Programmation aliment (fin) .............................................................................................. 35
Capture 4 : Programmation aliment (riz)............................................................................................... 36
Capture 5 : Programmation aliment (manioc) ....................................................................................... 37
LISTE DES DIAGRAMMES
Diagramme 1 : Etude calorifique, enrichissement en nutriment et étude de la toxicité. ....................... 30
LISTE DES FIGURES
Figure 1 : Glucose et fructofuranose ....................................................................................................... 6
Figure 2 : Acide palmitique et acide stéarique ........................................................................................ 8
Figure 3 : Quatre acides aminés ............................................................................................................ 10
Figure 4 : Rétinol ................................................................................................................................... 19
Figure 5 : Hémoglobine ......................................................................................................................... 20
Figure 6 : Triiodothyronine ................................................................................................................... 21
Figure 7 : Tetraiodothyronine................................................................................................................ 21
Figure 8 : Acide linoléique .................................................................................................................... 22
Figure 9 : Acide linolénique .................................................................................................................. 22
LISTE DES REACTIONS
Réaction 1 : Combustion de glucose ....................................................................................................... 7
Réaction 2 : Combustion de l’acide linoléique........................................................................................ 8
Réaction 3 : Combustion de l’alanine ................................................................................................... 10
Réaction 4 : Dosage de l’iode ................................................................................................................ 21
Réaction 5 : Réaction entre le sulfate d’ammonium et la soude ........................................................... 23
Réaction 6 : Réaction entre les ions cyanure et l’argent ....................................................................... 24
LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1 : Teneurs en vitamine ........................................................................................................... 25
Tableau 2 : Teneurs en minéraux .......................................................................................................... 25
Tableau 3 : Teneurs en acide gras essentiels ......................................................................................... 26
Tableau 4 : Teneur en protéines ............................................................................................................ 26
Tableau 5 : Teneur en HCN .................................................................................................................. 27
Tableau 6 : Compléments nutritionnels de 500g de manioc ................................................................. 32
Tableau 7 : Enrichissement nutritionnel ................................................................................................ 38
1
INTRODUCTION GENERALE
2
INTRODUCTION GENERALE
En finir avec la faim, atteindre la sécurité alimentaire, améliorer la nutrition ne restent plus les
seules énigmes des agronomes ou des nutritionnistes, ils comptent parmi les objectifs
fréquemment visés par le programme alimentaire mondial de la lutte contre la faim. Dans ce
cadre, promouvoir une agriculture pérenne ou valoriser d’autres nouvelles ressources
alimentaires agricoles en sont du coup, garants du développement durable à Madagascar.
L’objectif du millénaire pour le développement à Madagascar, propose de réduire le
pourcentage d’enfants, âgés moins de cinq ans, présentant une insuffisance pondérale. Cet
objectif vise même maintenant à réduire le taux de la population dont l’apport calorique
n’atteignant pas le niveau minimal fixé.
L’alimentation et la nutrition sont devenues désormais la préoccupation majeure des
responsables des projets de développement.
Le programme alimentaire a été au début axé sur la pratique de l’enrichissement protéique des
aliments courants. Cependant, les résultats obtenus ont du mal à s’intégrer le régime
alimentaire habituel des Malgaches.
C’est pour ces raisons que nous nous sommes convenus d’entreprendre cette recherche
intitulée : « Etude physico-chimique des aliments et programmation sur Excel MS en vue
d’améliorer la nutrition des Malgaches ».
L’élaboration d’une programmation sur Excel Microsoft nous a permis d’entreprendre les
études physico-chimiques des aliments quotidiens des Malgaches afin de pouvoir en
déterminer leurs besoins alimentaires en quantité et en qualité.
Le présent manuscrit se divise en quatre grandes parties :
La première partie est intitulée : « théories sur la science de l’alimentation et la
nutrition ». Cette partie décrit brièvement les théories sur la nutrition et les qualités
chimiques de l’alimentation
La deuxième partie concerne la description des méthodes physico-chimiques utilisées
pour la caractérisation chimique des aliments.
La troisième partie est consacrée aux travaux personnels. C’est dans cette partie que
nous avons décrit les travaux que nous avons effectués ainsi que les résultats obtenus,
appuyés par des discussions et des commentaires.
La quatrième partie donne une conclusion générale du thème traité.
3
PARTIE I : ÉTUDE
BIBLIOGRAPHIQUE SUR LES
ALIMENTS
4
I. GENERALITES SUR LA NUTRITION [11, 26]
1. L’alimentation et la situation alimentaire à Madagascar
L’alimentation est l’ensemble d’activité quotidien dans le but de se procurer des satisfactions
sensorielles et de couvrir les dépenses de son organisme. La nutrition est l’action qui vient
avec l’alimentation, c’est l'ensemble de processus par lesquels les organismes vivants utilisent
les aliments pour assurer leur vie, leur croissance, le fonctionnement de leurs organes et de
leurs tissus ainsi que leur production d'énergie car les aliments d'origine végétale ou animale,
contiennent un mélange de nutriments. De plus, les aliments dont on se nourrit sont les
substances non toxiques renfermant les nutriments et sont classés selon leurs apports en
énergie, leurs origines et aussi leur utilité.
Mais l'une des causes principales d'une mauvaise nutrition est le manque de connaissances sur
l'alimentation, la santé et les soins. La sécurité alimentaire est une condition préalable
évidente pour une bonne nutrition.
2. Les nutriments
Comme nous l’avons dit précédemment, les nutriments sont des substances chimiques
contenues dans les aliments ou provenant de leur digestion, et que les cellules utilisent
directement dans leur métabolisme. On rencontre en général dans nos aliments quotidiens six
nutriments : les glucides, les lipides, les protéines, l’eau, les sels minéraux et les vitamines.
Les nutriments sont classés d’une part selon leurs rôles et selon leurs quantités.
2.1 Classification selon leur rôle
Les nutriments ont chacun son rôle au sein de l’organisme. Ce sont en premier lieu, les
nutriments producteurs d’énergie qui ont pour rôle principal la production d’énergie. La
moitié de l’énergie apportée dans l’organisme est produite à partir des glucides. Les lipides
constituent aussi une réserve énergétique mobilisable. Les protéines participent aussi comme
source d’énergie s’ils sont en quantité suffisantes. En second lieu les nutriments protecteurs,
qui mis à part de sa fonction primordiale, défendent l’organisme. Parmi eux, on peut citer
l’eau qui assure l’hydratation de l’organisme et l’évacuation des déchets, les vitamines et les
minéraux, qui en quantités suffisantes aident à maintenir la santé et à prévenir plusieurs
maladies.
5
2.2 Classification selon leur quantité indispensable
L’organisme manifeste son besoin en nutriments dont la quantité varie selon le nutriment
concerné : Quelques grammes sont nécessaires pour les macronutriments (glucides, lipides et
protides) et quelques microgrammes à quelques milligrammes pour les micronutriments
(éléments minéraux et vitamines).
L'expression « besoins nutritionnels » désigne la quantité minimale d'énergie et de nutriments,
exprimée sur une base journalière, nécessaire à une catégorie d'individu donné pour lui
permettre une vie normale.
Une alimentation équilibrée doit apporter les nutriments nécessaires à 1'organisme pour
couvrir ses besoins en matière et ses besoins énergétiques.
Si le besoin en matière n’est pas couvert, des maladies nutritionnelles telles que la
malnutrition protéino-énergétique, les anémies nutritionnelles, les troubles dus à la carence en
iode et ceux liés à la carence en vitamine A surviennent. La malnutrition protéino-
énergétique, provient d’un apport alimentaire insuffisant ou d’une mauvaise absorption ou
utilisation des nutriments. La kwashiorkor et le marasme sont ses deux formes
caractéristiques : la première est due à une déficience en protéines tandis que la seconde à une
déficience chronique en calories. On entend par déficience, une insuffisance. On peut en citer
comme exemple, la déficience en fer ou en acide folique qui se manifeste par des anémies,
des pertes de poids et des faiblesses musculaires ou la carence en iode qui se manifeste par les
goitres, le crétinisme, les avortements, l’arriération mentale.
Concernant le besoin énergétique, il varie en fonction de l'âge, du sexe, de l'état
physiologique, de l'activité physique, de la régulation de la température. L'apport énergétique
ne doit seulement couvrir les besoins d'entretien et de fonctionnement, mais aussi ceux de la
croissance, de la gestation et de la lactation. L'ensemble de ces dépenses énergétiques est
compensé par l'énergie apportée par les aliments suite à la combustion des glucides, des
lipides et partiellement des protéines qu’ils contiennent.
6
II. LES NUTRIMENTS ENERGETIQUES [11, 26]
1. Les glucides ou les hydrates de carbone
Comme nous les avons avancés précédemment, les glucides sont des composés organiques
qui sont la première source d’énergie pour les hommes. Ce sont des molécules ayant comme
formule brute Cn(H2O)n. Pour les consommateurs, ils sont caractérisés par leur goût doux. En
général, ils se divisent en deux catégories : les oses et les osides.
1.1 Les oses
Les oses sont les formes les plus simples des glucides qui contiennent une fonction aldéhyde
ou cétone. L’ose la plus importante est le glucose dont le poids moléculaire est de 180Da. En
général, les oses sont donc faciles à brûler. La figure ci-après montre deux oses : le glucose et
la fructofuranose de formule C6H12O6 et de poids moléculaire 180Da.
OH
OH
OH
OH
OH
O
O OH
H
OH
OH
H
H
OH
OH
Glucose β-D- fructofuranose
Figure 1 : Glucose et fructofuranose
1.2 Les osides
Les osides sont des glucides formés par deux ou plusieurs oses. On en distingue les
diholosides, qui sont des glucides formés exclusivement par deux oses. Les diholosides les
plus importants sont le sucrose (sucre de canne ordinaire), le lactose et le maltose. En général,
leur poids moléculaire est voisin de 342Da.
Les polyosides sont des glucides constitués par un grand nombre d’oses. L’amidon et la
cellulose sont deux exemples de polyosides. Ce sont des substances de réserve chez les
végétaux. Le glycogène est un polyoside chez les animaux.
7
1.3 La combustion des glucides
Comme la combustion de glucides est le processus de production d’énergie, Pour l’hydrate de
carbone, l’oxydation complète se résume à la combustion de ces monomères. Ainsi, les oses
réagissent directement avec l’oxygène pour donner de l’eau et de gaz carbonique suivant la
réaction :
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O
Réaction 1 : Combustion de glucose
Une mole de glucose dégage six moles de gaz carbonique et donne six moles d’eau en
présence d’excès d’oxygène. Le pourcentage en énergie apportée par les glucides pour
l’homme doit être entre 45 à 58%, soit 130g de glucides.
2. Les lipides [5]
2.1 Définition et caractéristiques :
Comme les glucides, les lipides sont des composés organiques, qui détiennent la deuxième
place de la liste des aliments sources d’énergie pour les hommes.
Les lipides ou les matières grasses sont définies comme étant des substances insolubles dans
l'eau mais solubles dans les solvants organiques comme l'éther, le chloroforme et le benzène.
Elles sont constituées principalement par les triglycérides. Les phospholipides et les stérols
sont également des lipides présents mais en faible quantité dans les gras alimentaires.
Les triglycérides sont des acides gras liés à une molécule de glycérol.
Les acides gras se répartissent en deux groupes : les acides gras saturés et insaturés (mono ou
polyinsaturés). Les lipides alimentaires sont porteurs d'acides gras essentiels et servent de
véhicule pour l'absorption et le transport des vitamines liposolubles A, D, E. K. Son apport
énergétique est de 9 kcal/ g, soit près du double des calories apportées par les glucides et les
protéines.
Dans notre alimentation, deux acides gras constitutifs de lipides sont considérés comme
essentiels car 1'organisme humain ne peut pas les synthétisés : Ce sont l'acide linoléique et
1'acide linolénique.
2.2 Les acides gras
Les lipides alimentaires sont formés à partir des triglycérides ou des acides gras, et en général,
ils sont estérifiés par un alcool, le plus souvent le glycérol. Le type d’acide gras constitutif de
chaque lipide détermine directement ses propriétés et ses fonctions. Les acides gras se
8
distinguent entre eux par la longueur de la chaine carbonée constitutive et par le type de
liaison (simple ou double) entre les atomes de carbone de cette chaîne. Lorsque ces atomes
sont liés entre eux par des liaisons simples, on dit que l’acide gras est saturé. A l’inverse,
lorsque la chaîne comprend une ou plusieurs doubles liaisons, on parle d’acide gras saturé.
2.2.1 Les acides gras saturés
Les acides gras saturés ont pour formule générale R−COOH. R est un groupe alkyle. Citons
deux exemples d’acides gras saturés : l’acide palmitique de formule C15H31COOH et de poids
moléculaire de 256Da (rencontré dans les graisses végétales ou animales), et l’acide stéarique
de formule C17H33COOH et de poids moléculaire de 284Da (rencontré dans le suif).
Acide palmitique O
OH
CH3
Acide stéarique CH3
OOH
Figure 2 : Acide palmitique et acide stéarique
2.2.2 Les acides insaturés
2.2.2.1 Les acides monoinsaturés
Les acides gras monoinsaturés ont pour formule générale R−COOH, R est une chaîne
carbonée comportant une seule insaturation. Le plus rencontré dans ce groupe est l’acide
oléique, de masse moléculaire de 282Da et composé par 18 carbones.
2.2.2.2 Les acides gras polyinsaturés
Les acides gras polyinsaturés ont pour formule générale R−COOH, R est une chaîne carbonée
comportant au moins trois insaturations dans sa chaine. Les deux acides gras essentiels de ce
groupe sont l’acide linolénique et l’acide linoléique.
2.3 La combustion des lipides
La réaction de combustion des lipides se résume en la combustion d’acides gras. La réaction
de combustion de l’acide linoléique est donnée par l’équation bilan suivante :
C17H31COOH + 24O2 → 17CO2 + 16H2O
Réaction 2 : Combustion de l’acide linoléique
9
L’apport en énergie par les lipides sous forme de graisse qui doivent contenir 25% d’acides
gras polyinsaturés de type oméga-3 et oméga-6, ne devrait pas dépasser 30% (quantité
conseillée).
3. Les protéines
3.1 Définition et caractéristiques
Les protéines tiennent la dernière place des aliments énergétiques parce qu’ils produisent le
moins d’énergie et jouent un double rôle : d'une part, ils peuvent produire de l'énergie (4 kcal)
et d'autre part, ils apportent de l'azote.
En effet, la ration alimentaire doit aussi satisfaire le besoin quantitatif d'azote, c’est-à-dire
apporter en quantité suffisante d'azote pour subvenir aux besoins d'entretien, de croissance, de
production et de reproduction de l'organisme. I1 suffit qu'un seul de ces acides aminés
indispensables soit en quantité déficiente pour que la synthèse protéique soit gravement
perturbée.
3.2 Les acides aminés et ses caractéristiques
Comme nous les avons vus précédemment, les protéines alimentaires sont les porteurs
d’acides aminés pour le besoin de notre organisme. Donc, il faut que les acides aminés soient
présents simultanément et dans des proportions suffisantes. Si l'un d’eux est présent en
quantité insuffisante, il constitue un facteur limitant, car la synthèse ne peut utiliser les autres
acides aminés que dans la mesure où le moins abondant d’entre-eux est présent.
En fait, il faut d’abord que les acides aminés indispensables soient présents dans
l’alimentation. Ils sont au nombre de huit : la thréonine, la valine, la leucine et l’isoleucine, la
lysine, la méthionine, la phénylalanine et le tryptophane. Ensuite, si l’alimentation nous
procure les acides aminés interchangeables, cela est un bonus : l’acide aspartique,
l’asparagine, la glutamine, l’arginine, la cystéine, la tyrosine, l’histidine, et le proline. La
figure ci-après montre quatre acides aminés constitutifs de protéine : l’alanine de formule
CH3CH(NH2) COH, de la phénylalanine de formule C6H5 C2H3(NH2) COH, du tryptophane
de formule CH3CH(NH2) COH, de la glutamine de formule COHCH(NH2) C2H4CO(NH2).
10
O
NH2
CH3
O
NH2
O
NH2NH
O O
NH2
NH2
Alanine Phénylalanine Tryptophane Glutamine
Figure 3 : Quatre acides aminés
3.3 Combustion de protéines
En tant que nutriment énergétique, les protéines produisent de la chaleur à partir de sa
combustion. Comme les protéines sont formées à partir des acides aminés, les acides aminés
réagissent avec l’oxygène qui se traduit par la réaction suivante :
CH3−CH(NH2) − COOH + 152⁄ O2 → 3C02 +
72⁄ H2O + 1
2⁄ N2
Réaction 3 : Combustion de l’alanine
L’oxydation de l’acide conduit à la formation de l’eau, du gaz carbonique et de l’azote.
L’apport d’énergie conseillé en protéines est de 12 à 15%, soit 56g pour un homme.
11
III. LES MICRONUTRIMENTS [11, 26]
Notre alimentation n’est pas seulement composée par les trois nutriments principaux, les
glucides, les lipides et les protéines, elle doit aussi comporter divers éléments indispensables
comme les fibres alimentaires, les sels minéraux (calcium, phosphore, magnésium) et les
vitamines. Pour être en bonne santé, les hommes ont besoin d’une gamme de micronutriments
en quantité suffisante mais non excessive.
1. Les vitamines
1.1 Définition et caractéristique
Les vitamines sont des substances organiques, sans valeur énergétique propre, nécessaires au
fonctionnement et à la croissance de l'organisme. Elles agissent à très faible quantité,
L'organisme ne peut pas en faire la synthèse, sauf 1a vitamine D, d'où la nécessité de l'apport
dans la ration alimentaire.
On distingue les vitamines selon leur solubilité dans les solvants aqueux ou organiques. D’une
part, les vitamines hydrosolubles qui sont des composés organiques solubles dans l’eau. Ce
sont la vitamine C et les vitamines du groupe B. A cause de leur solubilité, elles ne peuvent
pas être stockées dans les milieux humides, de ce fait il nous faut en consommer
quotidiennement. D’autre part, les vitamines liposolubles qui sont des vitamines insolubles
dans l’eau, mais solubles dans les matières grasses. Ce sont les vitamines A, D, E et K. Ces
vitamines peuvent être stockées dans les graisses de l’organisme. Il n’est donc pas nécessaire
de les consommer quotidiennement.
En cas de carence de la vitamine A, une des vitamines liposolubles, c’est la vision qui serait
l’une des premières fonctions physiologiques touchées.
2. Les éléments minéraux
2.1 Définition et caractéristique
Les sels minéraux sont des substances non organiques, indispensables à la composition des
tissus ; ils participent également à certains processus comme celui du fonctionnement des
enzymes, la contraction musculaire, les réactions nerveuses et la coagulation du sang. Il faut
qu’ils soient partis du régime alimentaire car ils ne peuvent être élaborés de manière
synthétique. Ils peuvent provenir des eaux minérales et des aliments. Comme les éléments
minéraux sont solubles dans l’eau, ils ne sont donc pas stockés. Il faut donc que ces
nutriments soient quotidiennement présents dans l’alimentation.
12
Les éléments minéraux se divisent en deux catégories distinctes selon le besoin de notre
organisme : les éléments majeurs qui sont les minéraux dont l’organisme a besoin à raison de
quelques grammes (l’oxygène, l’azote, le potassium, le sodium, le carbone, le calcium, le
soufre, l’hydrogène, le magnésium, l’hydrogène, le phosphore et le chlore) ; et les
oligoéléments qui sont les minéraux dont notre organisme a besoin en une quantité de l’ordre
du microgramme (le fer, le zinc, le rubidium, le brome, le vanadium, le manganèse, le
molybdène, le chrome, l’uranium, le fluor, le strontium, le cuivre, le sélénium, l’iode, le
nickel, le cobalt et le béryllium).
Parmi les oligoéléments, le fer joue un rôle prépondérant dans la formation de l'hémoglobine
alors que l’iode est nécessaire pour le fonctionnement de la glande thyroïde.
2.2 L’eau
A part ces deux éléments minéraux, l'eau est la substance minérale la plus importante : elle
représente 60 à 70% de la masse corporelle et toutes les réactions biochimiques se font en
milieu aqueux. L'eau de l'organisme provient des aliments et des boissons. Or, elle est la
composée la plus facile à évacuer, il faut donc qu’elle soit quotidiennement présente dans
l’alimentation en une quantité de 1,5 litres d’eau par jour.
3. Les fibres alimentaires
Les fibres alimentaires sont des substances fibreuses provenant des végétaux comestibles et
ne peuvent pas être digérées. Ce sont des mélanges complexes de glucides, comme la
cellulose. Dans les pays développés, l’apport optimal en fibres est de 18g par jour environ. Ce
sont les aliments riches en fibres qui procurent la sensation de satiété et ils jouent un rôle
biologique important dans la rétention d'eau.
13
IV. ALIMENTS MALGACHES ET PLANTES SAUVAGES
1. Les aliments malgaches [3, 15, 21]
Les plats quotidiens des malgaches sont des plats composés par un aliment de base avec ou
sans accompagnement, avec ou sans fruit. Ils sont constitués essentiellement par l’aliment de
base, le riz. Mais pendant la période de pénurie de riz, cette denrée n’est pas disponible pour
la population, la couche défavorisée de la population malgache a recours à des racines ou
tubercules, qui deviennent donc la nouvelle source d’énergie vitale. Le manioc entre dans
cette catégorie d’alimentation, c’est le second aliment de base après le riz. Nous pouvons
aussi citer comme aliments de substitution ou aliments complémentaires, les fruits à pain
(soanambo) qui sont parfois consommées sans accompagnement.
En tant qu’accompagnement du riz, les légumes constituent le meilleur choix des foyers
malgaches à cause de son prix abordable. Ils sont cuits sous forme de bouillon, ou sous forme
de ketsaketsa (sauce) et enfin sous forme le ritra (cuit sans sauce). Alors, on peut dire que
dans le régime malgache, les légumes prennent une place importante en tant source de
matières nutritives. Cependant, les légumes ne peuvent satisfaire tous éléments nutritifs dont
le corps a besoins à ne citer que les acides aminés soufrés qui sont déficients dans les
légumes. Les brèdes, à l’exemple des feuilles de taro, tiennent aussi une place importante
dans les trois repas quotidiens des malgaches, en tant qu’accompagnement. Ce type d’aliment
présente son importance en tant que source de vitamine A.
Dans l’alimentation des malgaches, par manque de diversification ou par défaut, les fruits
prennent une place importante. Les fruits les plus fréquemment consommés sont : la banane,
la mangue, les agrumes, la goyave, l’arbre à pain, le jacquier, Le litchi et l’ananas, la papaye
et enfin la figue de barbarie et les différentes annones.
En conclusion, on peut dire que l’alimentation des malgaches est donc constituée
principalement par des aliments de source végétale. Certes, ce type d’alimentation renferme
beaucoup de glucides et de fibre donc plus rassasiants, considérés comme valable du point de
vue nutritionnelle mais il souffre de déficience de certains nutriments essentiels comme les
protéines et les micronutriments (vitamine A, fer, iode). Ces constatations nous ont amené
avancer la malnutrition qui sévit à Madagascar est surtout d’ordre carentielle.
2. Définition et fonctions des plantes sauvages [10]
Les plantes sauvages font aussi partie de l’alimentation des Malgaches. Certaines de ces
plantes sont comestibles du point de vue alimentaire tout en ayant des vertus thérapeutiques.
14
Ce sont donc à la fois des aliments et des médicaments prescrits par la médecine
traditionnelle. La médecine traditionnelle est définie comme étant l’ensemble de toutes les
connaissances et toutes les pratiques, explicables ou non, transmises de génération en
génération, oralement ou par écrit, utilisée dans une société humaine pour diagnostiquer,
prévenir, ou éliminer un déséquilibre de bien-être physique, mental, moral et spirituel.
Depuis toujours, les malgaches se soignent avec la nature et chaque région malgache a sa
propre pharmacopée traditionnelle. Par exemple, les ignames sont utilisées comme aliment
mais aussi comme médicament ; certains légumes consommés par les malgaches comme le
Moringa oléifera (Ananambo) ont une place importante dans la médecine traditionnelle (anti
hypertensive).
D’autres parties de plantes entrant dans l’aliment malgache, comme les tubercules sauvages,
le bourgeon terminal et le cœur du palmier sont des sources importantes de nutriments.
15
V. LES ADDITIFS ALIMENTAIRES [8, 11, 26]
1. Définition et propriété
Un additif alimentaire décrit toute substance non consommée comme aliment par sa nature
non utilisée comme ingrédient caractéristique dans l’alimentation, ayant ou non de valeur
nutritive, et dont l’addition aux denrées alimentaires, dans un but technologique, engendre un
composant des denrées alimentaires.
Les additifs alimentaires peuvent être des colorants, des conservateurs, des agents de sapidité.
Toutefois, certains ajouts alimentaires comme les vitamines, les sels minéraux, les nutriments
de complément, les herbes, les épices, le sel, les levures ou les hydrolysats protéiques sont
exclus de cette définition.
2. Les colorants
Les colorants sont des substances qui ajoutent ou rendent de la couleur aux produits
alimentaires : il peut s’agir de constituants naturels, de denrées ou d’autres sources naturelles.
Ils sont obtenus par extraction physique et/ou chimique conduisant à une extraction sélective
des pigments.
L’histoire de ces colorants est née à partir de la seconde moitié du 19è siècle. Son élaboration
repose sur deux principes : la conjugaison des doubles liaisons, doit être la plus large possible,
la solubilité dans l’eau, et l’innocuité relative. Ils sont identifiés sous la notation du type
E1XX.
3. Les conservateurs
On attend par conservateurs, des substances qui prolongent la durée de conservation des
denrées alimentaires en les protégeant des altérations dues aux microorganismes. En général,
les conservateurs sont connus dans le produit alimentaire sous la notation du type E2XX. On
distingue les conservateurs minéraux et les conservateurs organiques.
Au temps des Egyptiens et des Romains, la conservation est destinée essentiellement à la
conservation de l’apparence. Certains conservateurs d’antan sont encore utilisés jusqu’à
maintenant à savoir le sel, le sucre, les acides (vinaigres) et l’alcool pour mieux prolonger la
conservation des aliments.
16
4. Les antioxydants
Les antioxygènes sont des substances qui prolongent la durée de conservation des denrées
alimentaires en les protégeant des altérations provoquées par l’oxydation, telles que le
rancissement des matières grasses et les modifications de la couleur. Un antioxydant est un
composé réducteur qui peut réagir avec un oxydant pour le neutraliser. Ce sont les vitamines,
les oligo-éléments et de nombreux autres micronutriments d'origine végétale. Ils sont connus
sous la norme du type E3XX.
A titre d’exemple d’antioxydants, on peut citer entre autres les tocophérols (E306-309), le
BHA (butylate d’hydroxyanisole ou E320) et le BHT (butylate d’hydroxytoluène ou E321).
5. Les agents de texture
Les agents de texture sont utilisés pour affermir la texture physico-chimique des produits
alimentaires ou stabiliser des mélanges non miscibles. Ils sont connus sous le code E4XX. On
en distingue les agents tensio-actifs ou émulsifiants et les macromolécules stabilisatrices qui
regroupent les stabilisants, les épaississants et les gélifiants.
6. Les aromes
Les arômes naturels et les substances aromatisants naturelles sont définis comme étant des
préparations et des substances simples, acceptables pour la consommation humaine, obtenues
exclusivement par des méthodes physiques, microbiologiques ou enzymatiques à partir de
matière première d'origines végétales ou animales, soit telles quelles, soit après
transformation en vue d'une consommation humaine par des procédés traditionnels de
préparations des aliments.
7. Les édulcorants [6]
Les édulcorants sont des substances que l’on ajoute aux aliments et aux boissons, à la place
du sucre habituel pour obtenir un meilleur goût sucré, connus sous le numéro de code E9XX.
Ils sont classés en deux familles :
Les polyols ayant de pouvoir sucrant proche du saccharose. Ce sont des glucides, obtenu
au départ de l’amidon de céréales. Ils sont de caractères hypocaloriques et non
cariogènes. Les édulcorants hypocaloriques les plus fréquemment utilisés sont le glucose,
le fructose.
17
Les édulcorants intenses ont de pouvoir sucrant de 2000 à 3000 fois supérieur à celui du
saccharose, obtenu par synthèse chimique ou à partir des végétales. Ils sont sans ou avec
très peu de calories. Ils proviennent de deux sources, naturelles dont le rebaudioside, le
stévioside, la thaumatine, la monelline, la miraculine, et synthétiques dont la saccharine,
le cyclamate, l’aspartame, l’acésulfame-K, l’alitam et le sucralose.
8. Les amidons modifiés
Les amidons modifiés sont des formes d’amidons, traités par voies chimiques ou thermiques
pour que les industries agro-alimentaires puissent les utiliser en tant qu’ingrédients en milieu
aqueuse froide. Les amidons modifiés sont connus sous le code E14XX.
L’amidon modifié est utilisé dans l’industrie agroalimentaire, en tant que produit assurant la
rapidité et la totalité de fermentation ; empêchant la cristallisation et réduit l’hygroscopie ; il
sert à produire du glutamate de sodium, à produire des levures séchées et de d’alcool.
18
PARTIE II : PROPRIETES
PHYSICO-CHIMIQUES DES
NUTRIMENTS
19
La nutrition est définie comme étant la science de l’échange de matière et d’énergie entre
l’organisme et son environnement. Ainsi, Le corps humain est défini par ses composantes
atomiques ou moléculaires.
Par exemple, un adulte est composé de 60% d’oxygène, 23% de carbone, 10% d’hydrogène,
2,6% d’azote, 1,6% de calcium, 0,7% de phosphore et de soufre, 0,14% de sodium et de
chlore, 0,03% de magnésium et de silicium, plus quelques 0,3% d’une quinzaine d’autres
minéraux.
Un corps adulte pesant 70kg contient en moyenne 17% de protéines, 13,8% de graisses, 1,5%
de glucides, 6,1% de minéraux et 61,6% d’eau.
Par conséquent, pour renouveler ou pour maintenir la quantité de ces composantes et pour
puiser de l’énergie, l’être humain doit absolument absorber en quantité suffisante les
molécules qu’il ne peut pas synthétiser comme l’eau, quelques acides aminés, quelques acides
gras, les vitamines et les sels minéraux. Ces molécules sont appelées molécules essentielles en
nutrition, car elles représentent un facteur limitant le fonctionnement du métabolisme.
Dans le présent manuscrit, nous n’avons pu donner la description de toutes les méthodes
physico-chimiques utilisées pour la caractérisation des aliments, seules quelques procédés de
leur extraction et dosage sont présentées.
VI. EXTRACTION ET DOSAGE
1. Extraction et dosage des micronutriments
1.1 Extraction et dosage de la vitamine A [9, 17, 20]
OH
CH3
CH3CH3CH3 CH3
Figure 4 : Rétinol
La vitamine A ou le rétinol est un composé organique soluble dans les solvants organiques.
Dans une malnutrition carentielle, il figure parmi les nutriments les plus inquiétants. Par
exemple, la xérophtalmie est l’une des maladies provoquées par sa déficience.
Dans les végétaux, ce sont les caroténoïdes qui sont les sources de vitamines A. Pour les
obtenir, on peut utiliser l’extraction par solvant, par du CO2 supercritique ou par méthode
enzymatique.
20
Mais en général, par question de commodité et de soucis pécuniaire, c’est surtout l’extraction
par solvant qui est la plus employée. Par exemple, pour l’extraction de cette vitamine dans
l’algue, on a utilisé comme solvant d’extraction le mélange éther éthylique - éther de pétrole
(50/50) et pour extraire l’huile de Raphia, le mélange méthanol-acétate d’éthyle (50/50).
Dosage de la vitamine A
Pour doser la vitamine A qui est une vitamine liposoluble (faiblement polaire), on procède à
la chromatographie haute performance (HPLC) en phase inverse. La détection de la β-
carotène s’est faite par la mesure de l’absorption en UV à 460nm, en utilisant le β-carotène
pur comme standard interne.
1.2 Extraction et dosage des minéraux
1.2.1 Fer [12, 18, 23]
CH2
N
CH2
N
CH3
N N
OHO
CH3
Fe
CH3
CH3
OOH
Figure 5 : Hémoglobine
Le fer est un composé minéral soluble dans les solvants aqueux. Le fer compte parmi les
éléments minéraux inquiétants en cas de déficience car le fer joue un rôle prépondérant dans
la formation de l'hémoglobine et la carence en fer entraîne l’anémie ferriprive. L’extraction de
fer est faite par la calcination du mélange contenant du fer dans un four à 550°C.
Détermination de l’élément fer
La détermination de la quantité du fer dans les cendres s’effectue par méthode photométrique.
Pour l’épinard cultivé, le fer est détecté vers 248,3 nm en utilisant un mélange air-acétylène.
21
Pour l’épinard sauvage, la solution de lanthane à 1% et une gamme d’étalons servent à la
détermination du fer.
1.2.2 Iode [1, 14]
O
I
I
I
OH
NH2
O
OH
Figure 6 : Triiodothyronine
O
I
I
I
OH
NH2
O
OHI
Figure 7 : Tetraiodothyronine
L’iode est un composé minéral hydrosoluble. La carence en iode est parmi les problèmes
nutritionnels inquiétants à Madagascar car l'iode est nécessaire pour le fonctionnement de la
glande thyroïde. L’extraction de l’iode est faite par l’incinération d’un produit contenant de
l’iode dans un four à 550°C.
Détermination de l’élément iode
Parce que le sel iodé entre dans notre aliment quotidien, c’est le dosage de sel iodé de cuisine
qui nous a intéressés. Ce dosage est basé sur le principe de dosage volumétrique.
L’iode présent dans le sel sous forme d’iodate de potassium (KIO3) est converti en présence
d’un excès d’iodure de potassium (KI) en iode moléculaire (I2). Par addition de l’acide
sulfurique (H2SO4), l’iode (I2) libéré est alors titré par une solution de thiosulfate de sodium
(Na2S2O3) de titre connu. L’empois d’amidon est utilisé comme indicateur de la fin de
réaction. Les réactions chimiques intervenant au cours du dosage sont les suivantes :
KIO3 + 5KI + 3H2SO4 → 3I2 + 3H2O + 3K2SO4
2Na2S2O3 + I2 → Na2S4O6 + 2NaI
Réaction 4 : Dosage de l’iode
22
2. Extraction et dosage des macronutriments
2.1 Extraction et dosage des lipides [13, 17, 22, 23, 24, 27]
Les lipides sont constitués par des acides gras solubles dans les solvants organiques. Les
acides linoléniques et les acides linoléiques sont les deux acides gras qui sont fréquemment
présents dans notre alimentation.
CH3 O
OH
Figure 8 : Acide linoléique
CH3 O
OH
Figure 9 : Acide linolénique
C’est surtout l’extraction au Soxhlet en utilisant le solvant n-hexane ou éther de pétrole
(40°C-60°C)) qui est la méthode d’extraction adoptée pour l’extraction des lipides.
Détermination de la composition en acide gras
La détermination de la composition en acide gras est faite au moyen de la
chromatographie en phase gazeuse selon la méthode de dérivation des acides gras en esters
méthyliques.
Pour cette détermination, on utilise le détecteur l’ionisation de flamme (FID) avec une
température du détecteur de 220°C.
L’identification et la quantification des acides gras ont été réalisées par l’intermédiaire
de standard internes.
D’autres méthodes d’identification peuvent aussi être utilisées. Par exemple, l’analyse
des constituants de l’huile d’amandes de Crataegus, est faite à l’aide d’un spectromètre de
masse à impact électronique couplé au CPG.
23
2.2 Extraction et dosage des protéines [2, 4, 7, 23, 25]
2.2.1 Méthode de Kjeldhal
La détermination quantitative de l’azote dans les composés organiques peut être faite en
utilisant la méthode décrite par KJELDHAL. Selon cette méthode, la substance organique
doit être décomposée par ébullition prolongée en présence d’un excès de H2SO4 concentré, en
quantité convenable pour élever la température d’ébullition vers 350 à 400°C et d’un
catalyseur pour réduire le temps d’hydrolyse.
(NH4)2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O + 2NH3
Réaction 5 : Réaction entre le sulfate d’ammonium et la soude
Au cours de la distillation, l’hydroxyde d’ammonium (NH4OH) formé est entrainé par la
vapeur d’eau et récupéré dans un vase de titrage contenant une solution d’acide borique en
excès. Le borate d’ammonium formé ((NH4) BO3) fait augmenter le pH de la solution. La
solution est ensuite titrée par de l’acide sulfurique de normalité connue. Le volume d’acide
sulfurique ajouté correspond à la quantité d’ammonium contenu dans l’échantillon du départ.
2.2.2 Méthode de Dumas
Une autre méthode de dosage de l’azote total est celle de Dumas. Il s’agit d’un dosage sur
catharomètre avec un gaz de combustion (850°C, sous oxygène). Après l’élimination des
halogènes, des oxydes de carbone et de l’eau et réduction des oxydes d’azote sur colonne de
cuivre (He, 730°C) de la matière organique, le dosage se fait à l’aide d’un analyseur LECO
FP 528. La teneur en protéines est ensuite obtenue en multipliant la teneur en azote par 5,7.
3. Extraction et dosage des glucosides cyanogènes [2, 16, 19, 25]
3.1 Facteur nutritionnel
Certains aliments comme le manioc, les choux, les navets et les légumineuses (haricot)
entraînent des pathologies thyroïdiennes. En fait, ces aliments renferment des taux élevés en
acide cyanhydrique. Ce composé présent dans les végétaux (provenant des hétérosides) est
très toxique. Cependant, la cuisson peut éliminer une fraction importante de ce principe
toxique comme tel est le cas de celui du manioc.
Or, comme le manioc est le deuxième aliment de base des Malgaches après le riz, nous nous
sommes particulièrement intéressés à l’étude de ses hétérosides toxiques.
24
3.2 Méthode argentimétrique
Le dosage a été effectué sur la pulpe de manioc. Le principe du dosage consiste à former un
complexe avec les ions CN− et Ag+ selon la réaction suivante :
2CN− + Ag+ → Ag(CN)2−
Réaction 6 : Réaction entre les ions cyanure et l’argent
L’ion complexe Ag(CN)2− tend ensuite à se combiner avec l’ion Ag+pour former un précipité
d’AgCN. La fin de la réaction est atteinte lorsque tous les ions CN− ont été consommés. Dès
lors, le surplus d’ions Ag+ se combine avec les ions I− de l’iodure de potassium KI pour
donner de l’iodure d’argent AgI rend la solution opalescente tout en indiquant la fin de la
réaction.
Les homogénats de divers échantillons ont subi une macération à la température ambiante
pendant 4h. Au cours de cette opération, une hydrolyse du glucoside cyanogène s’opère. On a
procédé ensuite à une distillation par entraînement à la vapeur. Le distillat obtenu a été
recueilli dans une solution d’hydroxyde de sodium 5%. Cette solution a été diluée puis titrée
avec du nitrate d’argent (AgNO3, 0,02N) en présence de KI 5%. La fin de la réaction est
indiquée par l’apparition d’une teinte opalescente de la solution, en présence d’un excès de
nitrate d’argent AgNO3.
25
VII. RESULTATS
4. Résultats sur les micronutriments
4.1 Teneur en Vitamines [9, 17, 20]
Le tableau ci-dessous montre la teneur en vitamines de quelques aliments :
Tableau 1 : Teneurs en vitamine
Aliments Teneur en vitamines (µg/100g)
Algue 56000
Fruit de Detarium microcarpum 312,65
Huile de la pulpe de Raphia 281000
4.2 Teneur en minéraux [12, 18, 23, 20]
La teneur en minéraux des cendres de quelques aliments est présentée dans le tableau suivant :
Tableau 2 : Teneurs en minéraux
Aliments Teneur en minéraux (mg/100g)
Épinard (fer) 39,149
Detarium microcarpum (fer) 6,15
Moringa oléifera (fer) 8,3
Sel de cuisine (iode) 13,881
5. Résultats sur les macronutriments
5.1 Constituants des lipides [13,17, 22, 23, 24, 27]
Le tableau ci-après montre la teneur en acides gras essentiels de quelques aliments :
26
Tableau 3 : Teneurs en acide gras essentiels
Aliments Teneur en acide linoléique Teneur en acide linolénique
Huile de Crataegus azarolus 25,372% 5,996%
Huile d’arachide 32 ˗ 34% ˗
Huile d’avocat 7,7% 0,5%
Huile de Raphia 35,55% 1,59%
Moringa oléifera 9,3% 35,3%
Poisson d’eau douce 9-13% 2%
5.2 Constituants des protéines [2, 4, 7, 23, 25]
Le tableau ci-dessous présente la teneur en protéines de quelques aliments :
Tableau 4 : Teneur en protéines
Aliment Teneur en protéines en g/100g
Antaka foty (légumineuse) 20, 87
Épinard sauvage (légume feuille) 34,56
Fruit de Maerua pseudopetalosa 22
Moringa oléifera 23,5
Viha 12,55
6. Les composés cyanogènes [2, 16, 19, 25]
La teneur en acide cyanhydrique dans le manioc, les feuilles de manioc et les légumes est
présentée dans le tableau ci-dessous :
27
Tableau 5 : Teneur en HCN
Aliment Teneur en acide cyanhydrique (µg/100g)
Manioc cuit 3600
Feuilles de manioc broyées et cuites 2500
Légumineuse 3237-7557
Viha cuite 9737
28
PARTIE III : TRAVAUX
PERSONNELS
29
VIII. MATERIELS ET METHODES
Afin d’atteindre le premier objectif du millénaire pour le développement à Madagascar
(éliminer l’extrême pauvreté et la faim), l’exploitation de la technologie d’information en est
une des techniques d’approches. En effet, avec un programme numérique bien élaboré, il est
toujours possible d’équilibrer de façon nutritive n’importe quelle catégorie d’alimentation
même en période de pénurie alimentaire.
Notre approche numérique pour obtenir une bonne alimentation équilibrée à Madagascar est
basée sur le développement de la programmation Excel de Microsoft.
L’ossature de l’aliment malgache est le riz. Il arrive souvent que les Malgaches ne mangent
que du riz. Des moments, si le riz manque, il est substitué par du manioc. Ce sont alors ces
aliments de base des Malgaches qui tiennent lieu de référence calorifique, nutritionnelle et de
toxicité.
Cette référence est ensuite complétée par les données de la table Ciqual 2013 et un fichier
canadien donnant les éléments nutritifs des aliments (fcén). L’apport nutritionnel de référence
est relatif pour un homme de 19 à 30 ans.
Pour les aliments et les macronutriments, l’unité de mesure adoptée pour l’énergie est le
kilojoule (kJ) et pour la masse, le gramme (g). Le milligramme (mg) et le microgramme (µg)
sont employés pour mesurer la quantité des micronutriments.
Une programmation est toujours précédée par un ordinogramme qui est organigramme qui
décrit les marches à suivre afin d’arriver au but du programme et de l’algorithme qui montre
l’enchaînement mathématique nécessaire pour satisfaire le but fixé pour chaque étape ou pas
de programme.
1. Ordinogramme
C’est l’interface entre l’opérateur et l’ordinateur. Il représente alors les opérations que
l’ordinateur doit faire et les résultats et les décisions qu’il doit afficher. Nous désignons par
« an » l’Apport en nutriment et par « as » l’Apport suffisant.
30
Diagramme 1 : Etude calorifique, enrichissement en nutriment et étude de la toxicité.
2. Algorithme sur l’étude calorifique, l’enrichissement et l’étude de la
toxicité
Pour avoir une alimentation équilibrée, il nous faut résoudre beaucoup d’équations qui
peuvent comporter plusieurs inconnues (énergie, nutriments et toxicité). La résolution
adéquate consiste à présenter les inconnues variables dans un tableau où elles sont identifiées
par leur ligne « i » et colonne « j ». Voici l’algorithme du programme correspondant :
Programmation_ aliment
VAR :
Apport en aliment : {apport suffisant (as), apport en nutriment par 100g d’aliment (an), apport
de l’aliment complémentaire (ac)}
# i : numéro de ligne = 1, 2, 3, … ; j = A, B, C, … : lettre indiquant les colonnes
Begin
Write (« Entrer »: C2);
Read (C2);
Début
Ajouter « C2 »
a*c2>=as Non
Oui
Di = suffit et D33 = toxique
ji = 0
Di = as – a*C2
ji = (as – a*C2)*100/ac
Fin
31
If (an*$C$2) >= as
{For i = 3 to 33
Di = « suffit » && D33 = « toxique »;
Read (Di);
For j = E to N
ji = 0 ;
Read (ji);
}
Else
{For i = 3 to 33
Di = as - (an*$C$2);
Read (Di);
For j = E to N
ji = [as - (an*$C$2)]*100/ac_ji ;
Read (ji) ;
}
End.
3. Présentation de la programmation
Pour mieux comprendre comment fonctionne ce programme, il nous faut expliquer
brièvement l’approche adoptée :
- Colonne A donne l’énergie, les nutriments et l’acide cyanhydrique (HCN) ;
- Colonne B présente le besoin nutritif quotidien
- Colonne C met en exergue l’apport de 100g d’aliment de base (ici le manioc) ;
- Colonne D présente le test nutritionnel. C’est ce test qui indique si la quantité en
éléments nutritionnels est suffisante. Dans le cas contraire, un calcul sera effectué afin
de combler la quantité manquante par d’autres types d’aliments. C’est aussi le cas de
32
la toxicité de l’acide cyanhydrique. Si le seuil de toxicité est dépassé, il faut diminuer
la quantité de manioc absorbée et combler le manque en ajoutant la quantité nécessaire
par d’autres sources alimentaires.
- Colonnes E, G, I, K, M, O, Q, S, U, V, contiennent la quantité en aliment nécessaire
pour mieux répondre au besoin nutritionnel. Pour cela, nous avons mis dix aliments
fournissant chaque type de nutriment. Le résultat de calcul indique 0 en cas de
suffisance et dans le cas contraire, le calcul sera effectué pour avoir la quantité
d’aliment complémentaire.
- C2 : représente le multiple de 100 g d’aliment (ici nous avons C2 = 0).
Une feuille Excel montre les formules utilisées pour cette opération. Et une autre feuille Excel
donne un exemple (on a pris C2 = 5 ou 500g de manioc comme ration journalière).
On lit sur l’écran (capture 3) que le besoin en glucides et en fibres est déjà suffisant :
« suffit ». Quant à la calorie, il faut encore combler une quantité équivalente à 9165kJ. Pour
la toxicité, le seuil de toxicité de l’acide cyanhydrique qui est de 37,5µg, n’est pas encore
atteint pour la quantité d’aliment considérée. En ce qui concerne les autres nutriments, il y a
été constaté de la carence en vitamines, éléments minéraux, protéines et acides gras essentiels.
Concernant les aliments complémentaires destinés à combler les manques, pour l’exemple
précédent, en mangeant 500g de manioc, il faut compléter cette alimentation :
Tableau 6 : Compléments nutritionnels de 500g de manioc
Quantité (g) Aliment Nutriment
611 Pâtes Energie
6
9,93
Huile de foie de morue
Huitre
Vitamine D
Vitamine B12
42,35
8
Fer
Iode
Soja
Sel iodé
134,83 Protéine Soja
32,69 Acide linoléique Huile de soja
3001,6 Eau Eau de robinet
33
3.1 Début
Capture 1 : Programmation pour identifier les aliments (début)
34
3.2 Calcul en quantité nutritive
Capture 2 : Programmation aliment (calcul)
35
3.3 Fin
Capture 3 : Programmation aliment (fin)
36
IX. RESULTATS ET DISCUSSIONS
1. Résultats
Pour la commodité de présentation du présent manuscrit, nous n’avons pas présenté en totalité
les différentes illustrations apparues au cours de la programmation. Seules quelques captures
d’écran sont présentées.
1.1 Riz
Capture 4 : Programmation aliment (riz)
Source : Ciqual 2013, fcén 2015.
37
1.2 Manioc
Capture 5 : Programmation aliment (manioc)
Source : ANDRIAMASINANDRAINA 2014, Ciqual 2013, fcén 2015, O.R.S.T.O.M 1978,
RAZAFIMAHATRATRA 1997, les légumineuses alimentaires en Afrique 1985.
38
D’après la programmation, on observe les résultats suivants :
- En consommant 900g de riz, la quantité énergétique, la niacine, la vitamine B6,
l’acide pantothénique, le manganèse, le phosphore, le sélénium, les glucides et les
protéines, les fibres sont en quantité suffisante « suffit ».
- En mangeant 1900g de manioc, la quantité énergétique, la thiamine, la niacine, la
vitamine B6, le folate, le manganèse, le potassium, les glucides, les fibres sont en
quantité suffisance.
On pourrait dire que ces deux aliments de base sont des aliments riches en glucides et en
fibres.
Cependant ces aliments présentent de la carence en :
- Vitamines A, D, E, K (vitamines liposolubles) ; la vitamine B12 (vitamine
hydrosoluble),
- Calcium, cuivre, iode, zinc, sodium (éléments minéraux), eau
- Acide linoléique et acide linolénique (acides gras essentiels).
Ces deux aliments présentent donc une sérieuse carence en vitamine A, iode, fer, protéines et
acides gras essentiels.
Le tableau ci-après montre quelques aliments complémentaires permettant d’équilibrer ces
deux types d’alimentation de base :
Tableau 7 : Enrichissement nutritionnel
Quantité (g) Aliments Nutriment en carence
6 Foie Vitamine A
8 Sel iodé Iode
18 Soja sec Fer
33 Huile de soja Acide gras essentiels
83 Soja sec Protéine
2200 Eau du robinet Eau
2. Discussions
Ces deux programmes (capture 4, 5) montrent qu’en mangeant seulement une quantité
suffisante des deux aliments de base, on pourrait à peine satisfaire le besoin quotidien en
calories, en glucides et en fibres.
39
Ce résultat est bien conforme à l’affirmation avancée précédemment stipulant que le régime
alimentaire malgache est riche en glucides et il est rassasiant (car riche en fibres).
Toutefois, cette alimentation est loin d’être équilibrée, car elle souffre de plusieurs déficits, à
ne citer parmi tant d’autres que le déficit en vitamine A, iode, fer, protéines et acides gras
essentiels.
Ce résultat nous confirme aussi la nécessité de compléter ces types d’alimentation en vitamine
A, iode et fer. En plus, cette ration alimentaire a besoin d’être complétée avec de matière
grasse (pour satisfaire le besoin en rétinol et en acides gras essentiels), avec de produits carnés
et avec des fruits et légumes (pour répondre au besoin en protéines, fer et d’autres minéraux et
vitamines).
Même avec cette quantité de manioc, le seuil de toxicité, à savoir 1900mg d’acide
cyanhydrique n’est pas encore dépassé. Ce résultat vérifie bien la place que tient le manioc
dans l’alimentation malgache. Cette denrée alimentaire occupe la deuxième place des
aliments de base malgré la présence des glucosides cyanogénétiques.
Nous avons vu ci-dessus (tableau 7) que pour combler le déficit en vitamine A, il faut manger
une petite quantité de foie (6g). Néanmoins le foie peut être remplacé par de l’algue ou par
des fruits et légumes ou par de l’huile non raffiné (huile de Raphia). L’apport en fer peut
provenir du soja sec et l’apport en iode vient du sel iodé. Mais toutes les légumes (épinard)
présentent un intérêt en tant que source de fer. Pour satisfaire certaine carence, l’huile de
soja est un des meilleures sources d’acides gras essentiels, huile d’amande est nécessaire pour
subvenir au besoin en d’autres acides gras. Pour combler les besoins en protéines, le soja
(légumineuse) est intéressant ou les feuilles de certains légumes (Moringa oleifera).
Tous ces résultats nous montrent l’importance de la programmation alimentaire assistée par
ordinateur. La présente programmation permet de mieux pallier la malnutrition tout en
donnant des informations sur la variété et la quantité d’aliments complémentaires satisfaisant
les besoins alimentaires quotidiens équilibrés ainsi que sur la quantité admissible pour
certains nocifs comme le manioc, en se basant de la quantité d’aliments de base consommés.
40
Cette étude des aliments et nutriments nous mène à conclure que même avec les aliments
pauvres en éléments vitaux, les Malgaches pourraient vivre mieux s’ils savent utiliser toutes
les opportunités que leurs offrent la nature.
41
PARTIE IV : CONCLUSION
GENERALE
42
CONCLUSION GENERALE
L’alimentation habituelle malgache est pauvre en variétés. Elle se résume uniquement pour la
majorité de la population par la consommation de riz, manioc et plus rarement accompagné
quelques légumes.
Cependant, ce mode d’alimentation peut à peine répondre au besoin calorifique. Même avec
des quantités exorbitantes de la denrée alimentaire quotidienne habituelle (900 g de riz ou
1900 g de manioc), on n’en gagne que 12 500kJ. Certes, cette alimentation souffre beaucoup
de déficit en nutriments essentiels, mais on peut y remédier en complétant cette alimentation
habituelle par d’autres aliments moins chers et disponibles à Madagascar. En guise
d’exemple, le manque en fer peut être comblé en consommant 18g de soja, le manque en iode
par 8g de sel iodé, le manque en vitamine A par 6g de foie de volaille et le manque en acides
gras essentiels par 33g d’huile de soja.
Nous avons donc entrepris les études de quelques variétés d’aliments, moins chers et
disponibles à Madagascar, moyennant leurs extractions et leurs analyses physico-chimiques
dont les résultats ont été utilisés pour combler la carence flagrante de l’alimentation malgache
en éléments nutritifs.
Il est alors grand temps de conscientiser la population malgache pour qu’elle rende compte de
la nécessité d’enrichir de leur alimentation traditionnelle.
Mais outre ce problème de carence, s’ajoute aussi d’autres sources de morosité comme la
toxicité alimentaire (sans pourtant aborder la toxicité d’origines diverses comme bactériennes
ou virales). Par exemple, à cause de la présence de l’acide cyanhydrique dans le manioc dont
la limite journalière maximale acceptable est de 50mg, avec la ration journalière habituelle de
1900g de manioc qui contient donc plus de 57,5g de HCN, le seuil d’intoxication est alors
largement dépassé.
A part l’alimentation conventionnelle de Malgaches, nous avons aussi prévu d’entreprendre
l’analyse et l’impact des compléments alimentaires.
La présente programmation sous le logiciel Excel de Microsoft a permis d’exploiter les
résultats des analyses physico-chimiques des aliments malgaches d’origines végétales et
43
animales afin de pouvoir les améliorer et proposer d’autres sources alimentaires d’origines
animales ou végétales. Cette approche numérique repose essentiellement sur l’exploitation
des résultats des recherches internationales ainsi que les banques de données qui y sont
rattachées.
Le présent logiciel permet alors de varier, de composer, d’équilibrer l’alimentation journalière
des Malgaches tout en proposant des variétés d’aliments utilisables et disponibles, selon la
saison, à des prix abordables.
44
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
1- ANDRIAMALALA HERIMANANA, R., 2001, Chirurgie thyroïdienne : expérience
du CHDII de Moramanga du Juin 2000 au Juin 2001, thèse de doctorat en médecine,
faculté de médecine, Université d’Antananarivo, p.2-13.
2- ANDRIAMASINANDRAINA, M., 2012, Etude de la consommation et de la valeur
nutritionnelle des graines de légumineuse de l’Androy, Mémoire pour l’obtention du
diplôme d’études approfondies en sciences de la vie, département de biochimie
fondamentale et appliquée, faculté des Sciences, Université d’Antananarivo, p. 29, 64.
3- ANDRIANARISON, F., C., H., 2006, Analyse qualitative des critères de choix des
consommateurs de riz dans la commune urbaine d’Antananarivo Madagascar,
mémoire d’ingéniorat en Agro-management, école supérieure des sciences
agronomiques, Université d’Antananarivo, p.20-33.
4- AYESSOU, C., N. , 2009, Composition nutritionnelle et apport énergétique du fruit de
Maerua pseudopetalosa, aliment de soudure au Sénégal, Fruits, vol.64, p.1-9.
5- BRISSON, G., 1982, lipides et nutrition humaine : analyse des données récentes sur
les corps gras alimentaires, presses de l’Université Laval, p. 2-32.
6- CECILE, M., 2015, le point sur les édulcorants à base de stevia, thèse pour le diplôme
d’État de Docteur en pharmacie, Université Angers, p.3-46.
7- CHEMACHE, L., 2011, Qualités de deux spécialités fromagères fabriquées et
commercialisées en Algérie, mémoire présenté en vue de l’obtention du diplôme
Magister en Sciences Alimentaires, option de technologies alimentaires, Université
Mentouri-Constantine, p.32-33, 51-53.
8- Commission des Communautés Européennes, 1980, Les additifs alimentaires et le
consommateur, p.1-64.
9- DE ROECK HOLTZAUER, Y., 1986, Sargassum muticum, laboratoire de
Cosmétologie et de Pharmacie industrielle, p.11-32.
10- DIDIER, P., 2015, Médecine traditionnelle et « médecine intégrative » à Madagascar :
entre décisions internationales et applications locales, Anthropologie sociale et
ethnologie, thèse pour obtenir pour le grade de Docteur de l’Université de Bordeaux,
p. 212.
11- DUPIN, H., 1992, alimentation et nutrition humaine, Paris, p.87-714.
12- ELENGA, M., 2015, Evaluation de la consommation et de la composition
nutritionnelle des légumes-feuilles de phytolacca dodecandra l’Herit consommés par
45
les populations originaires des districts d’Owando et de Makoua, Journal of
Animal&Plant Sciences, vol.27, p.1-12.
13- FERHAT, R., LAROUI, S., ABDEDDAIM, M., 2014, Huile et profils en acide gras
des amandes du Crataegus azarolus L., Lebanese Science Journal, Vol.15, No.2,
p.73-79.
14- FOFANA, F. ,2014, contrôle de qualité du sel iodé consommé au Mali, thèse en vue
de l’obtention du grade de DOCTEUR EN PHARMACIE, faculté de médecine, de
pharmacie et d’odontostomatologie, Université de Bamako, 2007, p.40-59.
15- FRANÇOIS, J., P., Place des fruits dans l’alimentation malgache (étude du milieu
rural), p.156-162.
16- JAMBON, B., LE FRANÇOIS, P., VERNEREY, R., GUEGUEN, R., COUILLIOT,
F., M., 1978, Teneurs en iode et en acide cyanhydrique de quelques aliments
consommés dans une zone d’endémie goitreuse (Est Cameroun), O.R.S.T.O.M.,
p.251-253.
17- MALUMBA, M., 2013, Huile de la pulpe du fruit de Raphia sese de Wild, source
importante de l’apport alimentaire en vitamines A, E et en acide α-linoléique, Congo
Sciences, Vol.1, n°1, p.52-53.
18- NAFIR-ZENATI, S., 1993, Effet de la cuisson sur la teneur en minéraux des épinards,
ORSTOM Fonds documentaire, n°36915, p.1-7.
19- ONYEMBE, P., M., L., KEMBOLA, K., 1983, Contribution à l’étude de la valeur
nutritive de quelques légumineuses en Afrique centrale : cas de Phosphocapus
scandens, Sphenostylis stenocarpa et Phaseolus lunatis. In : Les légumineuses
alimentaires en Afrique, p.106-118.
20- OUEDRAOGO, S., 2010, Propriétés Nutritionnelles et Thérapeutiques du Fruit de
Detarium microcarpum Guill. Et Perr, Global Science Books, Fruit, Vegetable and
Cereal Science and Biotechnology, p.26-30.
21- PNAN, 2012, Plan d’action pour la nutrition 2012-2015, p.7.
22- RABENASOLO, H., M., E., 2003, Production d’huile d’avocat : étude de
préfaisabilité technico-économique d’une unité d’extraction, mémoire d’ingéniorat en
industries agricoles et alimentaires, école supérieure des sciences agronomiques,
Université d’Antananarivo, p. 29- 40.
23- RAMAROSON RAKOTOSAMIMANANA, V., 2015, Etude des pratiques et des
croyances alimentaires pour comprendre la malnutrition à Madagascar. Intérêt des
46
feuilles de Moringa oléifera, thèse de doctorat en sciences de l’alimentation,
Université de Bourgogne, p.40-91.
24- RASOARAHONA, J., E., R., 2004, Lipides des poissons d’eau douce de Madagascar :
Identification des acides gras particuliers et évolution du profil de leur composition
chez leur composition chez Cyprinus caprio, Carassius auratus, Oreochromis
macrochir, Tilapia rendalli, Tilapia zilii et Arius madagascariensis. Application à la
différenciation de ces espèces en fonction de la saison et/ou de l’origine, thèse de
doctorat en Sciences physiques, Ecole supérieure polytechnique, Université
d’Antananarivo, 213p.
25- RAZAFIMAHATRATRA, M., N., 1997, Contribution à l’étude de la valeur
nutritionnelle et des possibilités de valorisation des graines de « viha » (Typhonorum
lindleyanum), Mémoire d’ingéniorat en industries agricoles et alimentaires, Ecole
supérieure des sciences agronomiques, Université d’Antananarivo, p. 18-54.
26- SEIGNALET, J., 2004, l’alimentation ou la troisième médecine, Paris, 660p.
27- TOUKOUROU, F., 2015, Effet variétal sur les paramètres physico-chimiques de
l’huile d’Angolin (Bénin) issue du processus artisanal de transformation de l’arachide,
Revue « Nature & Technologie ». B-Sciences Agronomiques et Biologiques, n°13,
p.35-40.
28- http://webprod3.hc-gc.ca/cnf-fce/start-debuter.do?lang=fra du 09/03/16.
29- http://www.data.gouv.fr/storage/f/2014-O2-13T16-09-47/Ciqual_2013.csv du
22/06/16
Nom : RANDRIAMASINA
Prénoms : Vololonarivo Hanitra Nirina Domoina
Adresse : Ambohimilamina Vohitsara Amparafaravola
Mail : [email protected]
Titre : Etude physico-chimique des aliments et programmation sur Excel MS en vue
d’améliorer la nutrition des Malgaches.
RESUME
Madagascar compte parmi les Nations qui ne peuvent pas encore satisfaire les besoins
minimums en qualité alimentaire de la population. Ce problème concerne maintenant
plusieurs domaines de la recherche. Dans le but d’apporter la contribution de la chimie-
physique à la résolution de ce problème et aussi dans le cadre d’inventer des nouveaux types
d’aliments, nous avons entrepris l’étude physico-chimique des aliments des Malgaches en
utilisant plusieurs méthodes physico-chimiques d’analyses avec l’aide de la NTIC, et essayé
de pallier la malnutrition qui sévit la population Malgache.
SUMMARY
Madagascar is among the Nations that cannot satisfy the minimum needs in food qualities for
its population. This problem concerns now several research domains. Aiming at bringing the
physicochemistry contribution to solve this problem and improving new types of foods, we
undertook the physicochemical survey of the malagasy food while using several
physicochemistry methods of foods analysis and in using NTIC, and tried to palliate malagasy
population malnutrition.
Mots-clés: informatique, physico-chimie, aliment.
Keywords: information technology, physical-chemistry, food.
Encadreur : Monsieur Jeannot Victor RAKOTOARIMANGA
Directeur de laboratoire de chimie structurale II
Domaine Sciences et Technologies
Université d’Antananarivo