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IV. TRAVAUX REALISES

IV.4 Etude de l’amidon du fruit à pain

IV.4.1.6 Analyses des propriétés fonctionnelles

IV.4.1.6.1 Consistance

Elle est mesurée à l’aide du bras rotatif du RVA (Rapid Visco analyser) en chauffant

l’échantillon d’amidon dans une chambre. La vitesse du bras, la durée (minutes) et les

variations de températures imposées (°C) sont programmables. Le calibrage de l’appareil se fait

à l’aide d’une huile de référence avant toute analyse.

Cette méthode permet d’identifier certaines propriétés des amidons à différentes phases de

chauffage / refroidissement, comme présenté à la figure 59, telles que la température

d’empesage et la viscosité quand une augmentation de température est appliquée, la

résistance au cisaillement quand la température maximale est maintenue, et la viscosité finale

quand la température diminue.

Figure 59 : Amylogramme d’un amidon de pomme de terre

Mode opératoire : 2 g ± 0,01 g d’amidon de fruit à pain présentant une taille des particules

inférieure à 400 μm sont pesés, et 25 mL d'eau ajoutés dans un canister. L'échantillon est

ensuite placé dans un appareil de type RVA 4 Newport scientific. La résistance à la rotation est

mesurée à 160 rpm au cours du cycle de chauffage / refroidissement suivant : chauffage de 25

à 95 °C pendant 5 min, pallier à 95 °C pendant 5 min et refroidissement à 25°C durant 5 min.

IV.4.1.6.2 Solubilité – Gonflement

La solubilité correspond au pourcentage de matière sèche solubilisée à partir d’une suspension

de produit broyé (ou poudre). Une suspension d'amidon à 1 % (MS) est agitée pendant 30 min

dans un bain-marie à 30 °C. Après tarage des tubes à centrifuger, la suspension est centrifugée

10 min à 3000 g à 10 °C (KR25i, Jouan, St-Herblain, France). Le surnageant est pesé, le culot

avec le tube également.

La solubilité s’exprime selon les relations suivantes :

A partir du volume total de surnageant (mL) et de la concentration du surnageant (en µg

équivalent glucose / mL)

Les quantités en glucose, libérées, ont été déterminées par dosage à l'orcinol sulfurique.

A partir de la masse du culot (mg) et de la matière sèche du culot :

1er pic viscosité

Chute entre 1er – 2nd pic : résistance au cisaillement

Viscosité finale

Le taux de gonflement correspond au taux d’hydratation du culot de centrifugation. Il est

déterminé par différence de masse.

Le gonflement s’exprime selon la relation suivante en g d’eau / amidon insoluble :

IV.4.1.6.3 Susceptibilitéà l’hydrolyse

a) Hydrolyse par l’ α – amylase

Les enzymes amylolytiques sont des hydrolases qui catalysent spécifiquement la rupture des

liaisons glycosidiques α (1→4) et/ou α (1→6) de l’amidon. Ces enzymes sont classées selon les

liaisons glycosidiques hydrolysées, leur mode d’attaque interne ou externe et la configuration

du polymère libéré après l’attaque. Ce sont les α-amylases, les isoamylases, les pullulanases,

les α-glucosidases, les β-amylases, et les amyloglucosidases.

L’enzyme utilisée est l’α–amylase du pancréas de porc (PPA, pancreatic porcine α–amylase).

Elle a été très étudiée et est bien connue pour ses similarités avec celle du système digestif

humain. Son activité est optimale à 37 °C, pH7. Cette α–amylase catalyse spécifiquement et de

manière aléatoire la rupture des liaisons α (1→4), et peut être susceptible d’hydrolyser les

liaisons α (1→6).

Mode opératoire : 14,39 mg de PPA sont pesés pour préparer la solution d’enzyme à 1 mg.mL

-1

. Le volume de solution de PPA nécessaire pour hydrolyser 20 mg d’amidon sec a été calculé

selon la relation suivante (sachant qu’il faut au moins 5 µg d’enzyme pour hydrolyser 1 mg

d’amidon sec) :

Avec :

m, la masse enzyme (100 µg)

C, la concentration d’enzyme

Le volume à prélever calculé (0,448 µL de solution de PPA) a été ajouté dans 19,55 mL de

tampon (phosphate 0,01 M azide de sodium pH7). La réaction a été déclenchée en présence

de 20 mg environ d'amidon de fruit à pain (entre 10 et 14 % d’humidité). La solution a été

placée dans un bain-marie à 37 °C. 2 mL ont été prélevés à 1, 2, 4, 8, 24 et 48 heures. La

réaction enzymatique a été arrêtée avec 80 μL KOH. Les solutions ont été centrifugées 10 min

à 2320 g à 4 °C (MR1812, Jouan, St-Herblain, France).

Le pourcentage d’hydrolyse est calculé selon les relations suivantes :

L’amidon (amidon total)

Avec :

C dosée, la concentration en glucose (µg.mL

-1

)

0,9, le facteur de conversion du glucose en polymère

V, le volume réactionnel au départ (mL)

100, le résultat en pourcentage

1000, le facteur de conversion µg en mg

m, la masse de substrat pesée (mg)

% MS, le pourcentage de matière sèche du produit

C, la concentration en amidon total pour 100 mg de matière

b) Hydrolyse acide

L’hydrolyse acide, ou lintnérisation quand elle est effectuée avec de l’acide chlorhydrique,

permet également d’observer les ruptures des liaisons glycosidiques. L’hydrolyse acide attaque

préférentiellement les zones amorphes. Elle permet par exemple de mesurer la longueur des

chaînes impliquées dans les domaines cristallins par chromatographie ionique des résidus

obtenus.

Mode opératoire : Dans 90 mL d’HCl 2,2 N sont ajoutés 2 g d’amidon de fruit à pain. La

suspension est placée dans un four à 37 °C et agitée manuellement tous les jours pendant

quelques minutes. 2 mL sont recueillis après 2, 6, 10, 20 et 35 jours puis centrifugés 10 min à

2320 g à 10 °C (MR1812, Jouan, St-Herblain, France). Les résidus sont récupérés à l’aide de

spatule et mis à sécher sous une hôte à flux d’air tournant. Ils sont conservés sous atmosphère

sèche en présence de sorbsil®.

c) Chromatographie d’échange d’anions avec détection par ampérométrie pulsée (HPAEC

PAD)

Cette méthode permet d’identifier les longueurs des chaînes linéaires après déramification de la

molécule. La chromatographie d’échange d’anions (HPAEC) est une méthode basée sur la

séparation de molécules selon leur degré d'ionisation. A un pH basique, les glucides se

comportent comme des acides faibles. Les hydroxyles se dissocient en donnant des oxy –

anions. Les glucides sont retenus sur une colonne constituée de billes sur lesquelles sont

contre ion (ion acétate) induit la désorption des glucides fixés sur cette colonne. Le type de

détection utilisé est la détection par ampérométrie pulsée (PAD). Un potentiel, permettant

l’oxydation des glucides, est appliqué entre une électrode de travail en or et une électrode de

référence. Le courant d’oxydation produit est directement proportionnel à la concentration en

glucides. Ceux-ci se déposent sur l’électrode de travail qui perd rapidement son efficacité.

L’électrode est donc soumise à 3 potentiels successifs (ampéro pulsés) selon un cycle répété

environ 2 fois par seconde. La colonne est étalonnée avec des standards d’oligosaccharides de

DP 1, 2, 3, 4, 5, 6 et 7. Cela permet de déterminer les temps de rétention de ces molécules et

d’attribuer, par incrémentation, les degrés de polymérisation des pics suivants. Aucun standard

n’étant disponible au-delà de DP 7, les surfaces des pics des molécules de DP supérieur ne

sont pas exactement proportionnelles à la masse injectée de ces molécules. Les pourcentages

d'aire de chaque pic doivent donc être considérés comme des valeurs relatives, permettant de

comparer les échantillons entre eux.

Mode opératoire : 10 à 12 mg de résidu de l'hydrolyse acide sont dissouts dans 300 µL de KOH

1 M. Cette solution est ensuite diluée 10 fois (4 mg.mL

-1

, KOH 0,1 N), puis neutralisée avec HCl

0,1 N (2 mg.mL

-1

). Les échantillons sont dilués au 1/20

ème

(0,1 mg.mL

-1

) puis injectés dans un

appareil de type Dionex DX500 muni d'une colonne CarboPac100, d'une précolonne, d'un

échantillonneur automatique AS50, d'une pompe à gradient GP40, et d'un détecteur

électrochimique ED40. Le gradient est mélangé avec l'éluant A (NaOH 150 mM) et l'éluant B

(NAOAc 1 M), à un flux de 1 mL.min

-1

. Le dosage est réalisé selon la méthode suivante :

0 – 6 min 100 % d'éluant A,

6 – 56 min 92 % d'éluant A, et 8 % d'éluant B,

56 – 256 min 82 % d'éluant A, et 18 % d'éluant B,

256 – 260 min 62 % d'éluant A, et 38 % d'éluant B,

260 – 270 min 30 % d'éluant A, et 70 % d'éluant B,

270 – 300 min 100 % d'éluant A.

IV.4.2 RESULTATS ET DISCUSSIONS

La méthode d’extraction doit permettre d’obtenir d’une part des grains d’amidon les moins

endommagés possible pour la suite des analyses de leur structure et de leurs propriétés, et

d’autre part un rendement important. Nous avons ainsi mesuré les rendements en amidon

obtenus par les différentes techniques en prenant comme témoin la pulpe fraîche afin

d’observer l’effet éventuel de la congélation ou du séchage (45 et 50 °C).