Analyses physico-chimiques des solutions avant et après DII

Les paramètres physico-chimiques déterminés sur les solutions de déshydratation utilisées sont : le pH, le Brix, la Teneur en vitamine C et la Conductivité électrique.

2.2.5. Tests organoleptiques

Afin d’évaluer les caractéristiques organoleptiques des bananes séchées produites, des tests d’acceptabilité du produit ont été effectués. Ces tests ont été réalisés sur un panel de trente (30) dégustateurs choisis pour leur aptitude à distinguer les gouts amers et sucrés, les couleurs et les arômes caractéristiques des aliments à base de fruits tropicaux, notamment la banane. La méthode utilisée est celle décrite par la méthode NF V09-002 (AFNOR, 1995).

2.2.6. Analyses statistiques

Les données collectées ont été enregistrées dans une base de données conçue à l’aide du Microsoft Excel 2010. La procédure des modèles linéaires généralisés du Logiciel STATISTICA (2003) a été utilisée pour l’analyse de variance. Le test de F a été utilisé pour déterminer la significativité de chaque effet du modèle. Les moyennes ont été comparées deux à deux par le test de Student.

P ^ARTIE III : R ESULTATS ET D ^ISCUSSION

RESULTATS ET DISCUSSION

3.1. DESHYDRATATION IMPREGNATION PAR IMMERSION (DII)

Le tableau V présente les caractéristiques moyennes (pH, Brix, acidité titrable, teneur en eau, teneur en vitamine C, teneur en cendres, longueur, largueur et poids) déterminées sur les bananes fraîches. Le pH de ces bananes est semblable au pH des bananes traitées par Jiokap et al. (2002) et au pH des bananes traitées par Ehabe al. (2006). Aussi, leur teneur en cendres est comparable à celle obtenue par Jiokap et al. (2001a).

Tableau V. Caractéristiques initiales des bananes fraîches

Caractéristiques Valeurs moyennes obtenues sur 28 échantillons

pH 4,7 ± 0,20

Brix (g/ 100g mf) 18,4 ± 2,10

Acidité titrable (g/ 100g mf) 1,68 ± 0,29

Teneur en eau (g/ 100g mf) 75,52 ± 1,37

Vitamine C (g/ 100g mf) 1,54 ± 0,37

Cendres (g/ 100g mf) 0,86 ± 0,03

Longueurs (cm) 9,40 ± 0,04

Diamètres (cm) 4,60 ± 0,12

Poids (g) 55,80 ± 0,07

3.1.1 Bilan des transferts de matières dans les bananes traitées avec solutions de saccharose

La variation des conditions opératoires de traitement telles que la température et les concentrations des solutions ont influencé la perte d’eau (PE), le gain en soluté (GS) et la réduction de poids (RP) des bananes.

Au bout des trois (03) heures de traitement, les pertes d’eau ont atteint respectivement pour les fruits traités dans les solutions de 35 °Brix et 50 °Brix, 1,99 et 13,21 % à la température ambiante ; 12,57 et 20,98 % à 45 °C ; 18,13 et 27,16 % à 60 °C (Figure 5). Les pertes d’eau des fruits ont été croissantes avec l’augmentation de la concentration en saccharose et de la température de traitement. La perte d’eau finale la plus importante a été obtenue pour les bananes traitées à 60°C dans les solutions de saccharose de 50°Brix (27,20%). Cette forte influence de la température a été montrée auparavant dans des travaux antérieurs (Sereno et al., 2001 sur la pomme ; Floury et al., 2008 sur la mangue). Aussi, N’goran et al. (2012) ont montré que l’augmentation de la concentration du soluté contribuait fortement à la perte d’eau du fruit. Cette évolution serait due à une différence du gradient osmotique entre le fruit frais (hypotonique) et la solution osmotique (hypertonique). Les résultats obtenus dans cette étude sont aussi conforment à ceux obtenus par Fernandes et al.

(2006) et par Lee et Lim (2011) pour des travaux sur la papaye et la citrouille. L’analyse de la variance des pertes d’eau a révélé une différence significative au seuil de 5% entre les différents échantillons en fin de traitement.

La vitesse maximale de perte d’eau a été de 7,8 × 10^-3 × g eau × g^-1 fruits × min

-1;observée à 15minutes de traitement pour les bananes traitées à 60°C dans les solutions de saccharose de 50°Brix. Cette vitesse est supérieure à celle observée par Jiokap et al. (2001a) dans les mêmes conditions. A partir de soixante (60) minutes du temps de traitement, les vitesses instantanées des pertes d’eau des fruits ont été décroissantes. Comme l’a observé Bchir (2011), l’essentiel des transferts s’effectuent au cours des premières minutes de traitement.

Figure 5 : Evolution des pertes d’eau des bananes traitées dans les solutions de saccharose à différentes températures.

La figure 6 présente les gains en soluté des rondelles de bananes traitées dans les solutions binaires de saccharose. Les gains en soluté obtenus après le traitement donnent : 0,90 et 1,80 % à température ambiante ; 1,20 et 2,50 % à 45°C puis 0,50 et 4,10 % à 60°C, respectivement pour les fruits traités dans les solutions de 35°Brix et 50°Brix. Le gain de soluté s’accroît avec l’augmentation de la température et est plus élevé pour les fruits traités dans les solutions de 50°Brix. Le gain maximal de soluté est de 4,01%, obtenu pour les fruits traités à 60°C dans les solutions de saccharose de 50°Brix au bout des trois heures de traitement. Des résultats similaires ont été obtenus par Pisalkar et al. (2011) lors de la déshydratation de l’Aloès vera dans les solutions à 50 °Brix à 50°C. L’analyse de la variance a révélé un accroissement du gain en soluté avec l’accroissement des conditions de traitement.

Cependant, pour les bananes traitées à 60°C dans les solutions de saccharose à 35°Brix, on observe une diminution du gain en fin de traitement, cela montre l’effet limitant de la concentration. Alors, l’effet de la température sur le gain de soluté est lié à la concentration de la solution d’immersion.

Figure 6 : Evolution des gains de soluté des bananes traitées dans les solutions de saccharose à différentes températures.

Enfin, les entrées et sorties de saccharose et d’eau ont conduit à des réductions de poids (figure 7) qui varient entre 0,01 à 23,1% en allant des fruits traités à température ambiante dans les solutions de 35°Brix aux fruits traités à 60°C dans les solutions de saccharose à 50°Brix. Des résultats comparables de perte d’eau, gain en soluté et de réduction de poids ont été observés par Jiokap et al. (2001a) et par Nowakunda et al. (2004) au cours de leurs travaux sur la déshydratation osmotique de la banane.

0

Figure 7 : Evolution des réductions de poids des bananes traitées dans les solutions de saccharose à différentes températures.

3.1.2. Evolution des paramètres physico-chimiques des fruits traités dans les solutions binaires de saccharose

Les paramètres physico-chimiques étudiés sont: le pH, l’acidité titrable, le Brix, et la teneur en eau.

Le pH des fruits traités à température ambiante dans les solutions de 35°Brix et 50°Brix varient respectivement de 4,8 à 5 et 4,7 à 4,9. Les variations des pH des fruits traités à 45°C sont de 4,7 à 5 pour les fruits traités dans les solutions de 50°Brix et de 4,7 à 4,8 pour ceux traités dans les solutions de 35°Brix. A 60 °C, le pH augmente légèrement de 4,5 à 4,7 puis se stabilise à 4,6 pour les bananes traitées dans les solutions de 35°Brix. Pour les fruits traités dans les solutions de 50°Brix, il augmente de 4,7 à 4,8 et descend à 4,7 (Figure 8).

Les fruits traités à température ambiante et à 45°C apparaissent légèrement moins acides que les fruits frais. Comme l’a affirmé Raoult-Wack (1994), la déshydratation osmotique augmente le rapport sucre/acide des produits rendant ainsi ces derniers moins acides que les produits non traités. A 60°C, on constate que l’augmentation de la température contribue à la légère diminution du pH. Cette légère diminution du pH peut s’expliquer par une éventuelle acidité apportée par la solution d’immersion à cause des impuretés que pourrait contenir le sucre blanc fin de commerce utilisé.

0

Figure 8 : Evolution des pH des bananes traitées dans les solutions de saccharose à différentes températures.

De façon analogue au pH, les acidités des bananes traitées à température ambiante et à 45°C dans les solutions de 35°Brix et de 50°brix diminuent en fin de traitement (respectivement de 0,86 à 0,8% et de 1,55 à 1,09% pour les fruits traités à la température ambiante ; de 1,59 à 1,09 % et de 1,26 à 0,86 % pour les fruits traités à 45°C,) par rapport aux celles des bananes traitées à 60°C (Figure 9). De 0 à 60 minutes de traitement, elles diminuent de 1,76 à 1,53 % et de 1,55 à 1,32% respectivement pour les fruits traités dans les solutions de 35°Brix et 50°Brix, et se stabilise à 1,54 pour les premiers et à 1,38 % pour les derniers.

Figure 9 : Evolution des acidités titrables des bananes traitées dans les solutions de

Les Brix des fruits traités varient aussi bien en fonction de la concentratrtion que de la température de la solution d’immersion. Cette variation depend parfois du brix initial du fruit traité.

A température ambiante, les variations des brix des fruits traités dans les solutions de saccharose de 35°Brix et de 50°Brix sont respectivement de 16,75 à 20 °Brix et de 20,38 à 22,25°Brix. A 45°C ces variations sont respectivement de 19,75 à 21,75°Brix et de 15,28 à 24,25°Brix ; puis à 60°C elles sont de 20,38 à 22 et de 20,38 à 29,25 °Brix (Figure 10).

Pendant le traitement des bananes dans les solutions de saccharose de 35°Brix, la concentration se revèle comme étant un facteur limitant du transfert de soluté de la solution vers le fruit. Alors qu’au cours du traitement dans les solutions de 50°Brix, toute augmentation de la température entraine un accroissement du transfert du sucre de la solution vers le fruit. Des résultats similaires ont été trouvés par Jiokap et al. (2001a) lors du

72,19% et de 74,78 à 70,69% pour les fruits traités dans les solutions de 35°Brix et de 50°Brix soit des variations de 1,71 et de 4,08%. A 45°C les teneurs en eau varient respectivement de 73,20 à70,43 % et de 76,39 à 67,47%, soit des variations de 2,76 et 8,92%.

Les réductions des teneurs en eau à 60°C sont plus importantes. Elles sont respectivement de 73,05 à 67,34 % et de 74,78 à 63,89%, soit des variations de 5,71 et 10,89% (Figure 11). La plus forte variation a été observée pour les bananes traitées dans les solutions de 50°Brix au bout de cent quatre-vingt (180) minutes à 60°C. En effet, l’augmentation de la concentration en sucre de la solution d’immersion a induit une augmentation de la pression osmotique entre le fruit et la solution ce qui provoque la diffusion de l’eau contenue dans les cellules du fruit par plasmolyse. Ce transfert d’eau du fruit vers la solution est beaucoup plus favorisé par l’augmentation de la température.

Figure 11 : Evolution des teneurs en eau des bananes traitées dans les solutions de saccharose à différentes températures.

3.1.3. Evolution des paramètres physico-chimiques des solutions sucrées d’immersion

Les paramètres suivis dans le cas des solutions d’immersion sont : le pH, le Brix, la conductivité et la teneur en vitamine C.

Les pH des solutions ont diminué au cours du temps (Figure 12). A température

60°C, ces variations sont respectivement de 5,7 à 4,6 et de 5,1 à 4,6. Dans tous les cas de température, la variation du pH est importante seulement au cours des premières minutes de traitement. Cette diminution observée en début du traitement est due aux gradients de concentration. Elle s’explique par la diffusion des acides contenus dans les fruits vers les solutions d’immersion. Toutefois, la variation du pH est importante pour les solutions à 35°Brix. Elle a augmenté avec l’accroissement de la température. La plus forte variation enregistrée est celle des solutions à 35°Brix portées à 60°C. Ce qui s’explique par une libre diffusion des acides de la banane vers la solution due à faible concentration en soluté de cette dernière. Jiokap et al. (2001c) ont aussi observé la diminution du pH des solutions lors de la déshydratation osmotique de la mangue.

Figure 12 : Evolution des pH des solutions de saccharose à différentes températures.

Moins sévères que le pH, les variations des Brix des solutions d’immersion indiquent aussi la forte influence de l’effet combinée de la température et de la concentration de la solution sur le temps de séjour du fruit dans les solutions. A la température ambiante, les variations du Brix pour les solutions de 35 °Brix et de 50 °Brix sont respectivement de 35 à 34,5 °Brix et de 50 à 48,2 °Brix. A 45°C, ils varient respectivement de 35 à 34,1 °Brix et de 50 à 47,8 °Brix alors qu’à 60 °C ils varient de 35 à 34,5 °Brix et de 50 à 47,8 °Brix (Figure

Pour les deux solutions sucrées utilisées, la plus forte variation du Brix a été observée à 45 °C (0,9 °Brix pour la solution de 35 °Brix) ; à 45°C et 60°C (2,2 °Brix pour la solution de 50 °Brix).

Figure 13: Evolution des Brix des solutions de saccharose à différentes températures

La conductivité électrique des solutions sucrées a évolué progressivement avec l’augmentation des températures. Pour les solutions de 35 °Brix, les variations de la conductivité ont atteint 59 ; 199 et 322 µS respectivement à température ambiante, à 45 °C et à 60°C. Elles sont de 25 ; 84 et 156 µS respectivement à température ambiante, à 45 °C et à 60°C pour les solutions de 50 °Brix. Cet accroissement de la conductivité peut être expliqué par une augmentation des ions dans les solutions d’immersion, qui est due à une diffusion des minéraux du fruit vers la solution. La plus forte augmentation (322 µS) a été observée pendant le traitement des fruits à 60 °C dans les solutions de saccharose de 35°Brix alors que la plus faible (25 µS) a été observée pendant le traitement des fruits à température ambiante dans les solutions de saccharose de 50°Brix.Ainsi, la diffusion des minéraux du fruit vers la solution est importante à des faibles concentrations de la solution d’immersion et s’accroît avec l’augmentation de la température. La valeur obtenue à 60°C avec la solution de 50°Brix est légèrement supérieure à celle obtenue par de Jiokap et al. (2001a) pendant le traitement par déshydratation imprégnation par immersion de la banane dans une solution de saccharose à 50

°Brix, et à 60 °C. Cette importante diffusion des minéraux des rondelles de bananes vers la solution est peut-être due à la teneur en cendres élevée de la variété de banane traitée (0,86 %).

34

Figure 14 : Evolution des conductivités des solutions de saccharose à différentes températures.

Le procédé d’immersion présente un risque de perte par diffusion de la vitamine. Le dosage de la vitamine C permet donc d’évaluer la quantité diffuse des bananes vers la solution d’immersion. Les valeurs moyennes en vitamine C obtenues en fin de traitement pour les solutions utilisées à la température ambiante et à 45°C ne dépassent pas 0,44 mg/l alors que pour les solutions de traitement à 60°C, elles atteignent 0,64 mg/l. D’après Jiokap et al.

(2001a) ces pertes de vitamines moins importantes par rapport à la quantité de vitamine C dans les fruits sont peuvent être minimisées par le recyclage des solutions.

Tableau VI. : Evolution des teneurs en vitamine C des solutions de saccharose à

3.1.4. Bilan des transferts de matières dans les bananes traitées avec les solutions salées

Les fruits traités dans les solutions salées à 2% et 5% de NaCl ont été marqués par des déperditions élevées en solutés. Ces pertes varient en générale de 0,9 à 8,2% de fruits (Figure 15). Elles sont dues à la libre diffusion des solutés (sucres solubles, acides organiques et minéraux etc.) du fruit vers les solutions du fait des faibles concentrations en soluté de ces dernières.

Figure 15 : Evolution des gains de soluté des bananes traitées dans les solutions salées à différentes températures.

Au bout des trois heures de traitement, des pertes d’eau et des réductions de poids ont été observées pour les fruits traités à 45°C dans les solutions à 5% de NaCl (6,81% pour la perte d’eau et 10,04% pour la réduction de poids) et pour les fruits traités à 60°C dans les solutions à 2% et 5% de NaCl (respectivement 6,8 et 6,7 %pour la perte d’eau ; 8,9 et 14,8

%pour la réduction de poids) (figure 16 et17). Ces réductions de poids sont certainement dues à l’effet de la température et au départ massif des solutés (acides organiques, minéraux et vitamines) qui n’a certainement pas été comblé par l’incorporation du sel par les bananes.

-0,09 -0,07 -0,05 -0,03

-0,01 0 50 100 150 200

gain de soluté (g/g)

temps (min)

T lab, s1 =2%

T lab, s2 = 5%

45°C, s1=2%

45°C, s2=5%

60 °C, s1=2%

60 °C, s2 = 5%

Figure 16: Evolution des pertes d’eau des bananes traitées dans les solutions salées à différentes températures.

Figure 17 : Evolution des réductions de poids des bananes traitées dans les solutions salées à différentes températures.

3.1.5. Evolution des paramètres physico-chimiques des fruits traités

dans les solutions de NaCl

à 45°C. Par contre à 60°C, le pH des fruits traités dans les solutions salées à 2% augmente de 4,5 à 4,7 en début de traitement puis descend à partir des 60 minutes pour atteindre 4,5 en fin de traitement. Ceux des fruits traités dans les solutions à 5% à la même température, diminuent de 4,3 à 4,1 en fin de traitement (Figure 18). Le même effet avait déjà été observé lors du traitement des fruits dans les solutions de saccharose. Alors, indépendamment de la nature de la solution, l’augmentation ou la diminution du pH serait donc liées à la température. Ces résultats concordent avec ceux de Agassounon Djikpo Tchibozo et al.

(2012) qui ont noté des valeurs relativement faibles du pH des tranches de tomates après la DII dans des solutions salées à 60 °C.

Figure 18 : Evolution des pH des bananes traitées dans les solutions salées à différentes températures.

Les acidités des fruits traités à température ambiante et à 45°C diminuent en fonction du temps alors que celles des fruits traités à 60°C augmentent rapidement après 60 minutes de traitement. A température ambiante les acidités titrables des fruits traités à 2% et 5% de NaCl varient respectivement de 1,65 à 1,25% et de 1,76 à 1,30 % ; à 45°C elles varient de 2,10 à 1,23% et de 1,76 à 1,03%. Tandis qu’à 60°C, pour les fruits traités dans les solutions à 2% de NaCl, l’acidité diminue de 1, 65 à 0,96% après 60 minutes de traitement et monte à 1,34 %en fin de traitement. Pour les fruits traités dans les solutions à 5% de NaCl, elle passe de 1,73 à 1,46 %après 15minutes de traitement puis, monte progressivement à 1,53% après trois (03)

Figure 19 : Evolution de l’acidité des bananes traitées dans les solutions salées à différentes températures.

Les Brix des bananes traitées dans les solutions salées diminuent fortement en fonction de la température. A la température ambiante, les Brix des solutions salées à 2% et à 5%

varient respectivement de 18,5 à 14 °Brix et de 16,5 à 15,75 °Brix ; à 45 °C ils décroissent respectivement de 19,75 à 13,5°Brix et de 16,5 à 13,95°Brix à 60°C, les variations du Brix sont de 18,5 à 6,75 °Brix et de 16,5 à 8,25 °Brix (Figure 20).Cette diminution du Brix se justifie par la perte de solutés des bananes due à une libre diffusion des solutés du fruit vers la solution d’immersion. En effet, la concentration en soluté de la solution étant plus basse que celle de la solution, les échangent dans ce cas se font en majorité dans le sens des fruits vers la solution.

Les teneurs en eau des fruits traités dans les solutions salées augmentent généralement au cours du traitement. Elles varient de 75,65 à 79,93% et de 75,25 à 76,82% à la température ambiante ; à 45°C, elles varient de 72,63 à 76,82% et de 74,18 à 75,65%, respectivement pour les ces fruits traités dans les solutions à 2% et 5% de NaCl (Figure 21). Celles des fruits traités à 60°C, augmentent énormément à la fin du traitement où elles varient respectivement de 75,65 à 82,44% et de 75,31à 80,09%. Cela est dû à la concentration en NaCl des solutions d’immersion utilisées (2% et 5%) qui ne leur confère pas une pression osmotique élevée.

Toutefois, l’augmentation de la concentration en soluté semble diminuer légèrement cette augmentation de la teneur en eau pour les fruits traités à la température ambiante et à 45°C.

Mais à 60°C, toutes les teneurs en eau ont augmenté considérablement. Ce phénomène observé par Sereno et al. (2001) sur la pomme, a été traduit par un effet combiné du NaCl et de la température qui modifie les propriétés de perméabilité des membranes cellulaires et modifie le flux de diffusion.

Figure 21: Evolution des teneurs en eau des bananes traitées dans les solutions salées à différentes températures.

3.1.6. Evolution des paramètres physico-chimiques des solutions salées d’immersion

A température ambiante, les pH des solutions à 2% et 5% de NaCl ont varié respectivement de 6 à 4,3 et de 6,2 à 4,3. A 45°C, ces valeurs sont comprises respectivement entre 6 et 4,1 ; et entre 6,2 et 4,2. Enfin, à 60°C, ils ont varié de 6 à 4,3 et de 6,2 à 4 (Figure 22). De façon générale, les variations du pH des solutions salées ont été drastiques en début

72,00

de traitement pour toutes les solutions aux différentes températures. Cela confirme la diffusion des solutés des bananes vers les solutions d’immersion.

Figure 22 : Evolution des pH des solutions salées à différentes températures.

Inversement aux Brix des fruits, les Brix des solutions augmentent en fin du traitement. A température ambiante, les variations des Brix des solutions sont respectivement de 1,5 à 2°Brix et de 4,4 à 4,5° Brix pour les solutions à 2% et 5% de NaCl. À 45°C, les Brix varient de 1,5 à 2,7°Brix et de 4,4 à 5°Brix puis à 60°C, ils varient de 1,5 à 3,3°Brix et de 4,4 à 5,9° Brix (Figure 23).

Figure 23 : Evolution des Brix des solutions salées à différentes températures.

3,8

Les valeurs de la conductivité électrique des solutions salées très élevées au départ ont diminué au cours du traitement. Pour les solutions de 2% de NaCl, les baisses des conductivités ont atteint 1200 ; 3200 et 4300µS respectivement à température ambiante, à 45°C et à 60°C. Pour les solutions à 5% de NaCl, les valeurs des conductivités ont baissé de 3300 ; 5200 et de 7200µS respectivement à température ambiante, à 45°C et à 60°C. Les baisses des conductivités électriques des solutions salées sont d’autant plus prononcées lorsque la température et la concentration de la solution de traitement sont élevées. Cette diminution de la conductivité est due à une incorporation de sel par les fruits (Figure 24).

Figure 24 : Evolution des baisses de conductivités des solutions salées à différentes températures.

Les valeurs moyennes en vitamine C obtenues pour les échantillons traités dans les solutions salées varient respectivement de 0,40 à 1,76 mg/l (Tableau VII). Les échantillons

Les valeurs moyennes en vitamine C obtenues pour les échantillons traités dans les solutions salées varient respectivement de 0,40 à 1,76 mg/l (Tableau VII). Les échantillons