MINISTÈRE DE L’ENSEIGNEMENT SUPÉRIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
UNIVERSITÉ D’ABOMEY – CALAVI (UAC)
ÉCOLE POLYTECHNIQUE D’ABOMEY – CALAVI (EPAC)
DÉPARTEMENT DE GÉNIE MECANIQUE ET ENERGETIQUE
OPTION : ENERGETIQUE
Présenté par :
M. Jacob Edgard ADJOVI
Sous la direction de :
Dr. FAGLA Benoît Et
Dr. SANYA Emile, MC
Dédicaces ... iii
Remerciements ... iv
Résumé ... v
Liste des tableaux ... vii
Sigles et abréviations ... vii
INTRODUCTION GENERALE ... 1
PARTIE 1 : GENERALITES ... 4
Chapitre 1 : Présentation des deux espèces légumineuses ... 5
1.1. Le niébé ... 5
1.2. Le voandzou ... 12
Chapitre 2 : Les différents modes de cuisson alimentaire ... 21
2.1. Définition ... 21
2.2. Les différents modes de cuisson ... 22
Chapitre 3: Etude du comportement thermodurcissable du niébé [Vigna unguiculata (L.) Walp.] et du voandzou (Vigna subterranea L.) ... 28
3.1 Description du phénomène ... 28
3.2 Revue bibliographique ... 29
PARTIE 2 : LES EXPERIENCES ... 31
Chapitre 4: Les méthodes d’évaluation du degré de cuisson ... 32
4.1. Méthodes rudimentaires ... 32
4.2. Méthode mécanique : utilisation du pénétromètre ... 33
Chapitre 5: Réalisation des tests ... 35
5.1. Détermination de la teneur en eau à l’étude MEMMERT ... 35
5.2. Test de cuisson contrôlée ... 39
5.3. Expériences de mise en évidence du thermodurcissement : l’influence d’une cuisson interrompue ... 43
Chapitre 6: Analyse des données ... 45
6.1. Résultats et interprétation ... 45
6.3. Discussion ... 56
... 58
Conclusion générale ... 58
... 60
Références bibliographiques ... 60
ANNEXE 1 ... 62
ANNEXE 2 ... 63
Dédicaces
À Dieu tout puissant, Créateur du ciel et de la terre, pour le don de la vie et
pour les bénédictions dont il me comble chaque jour.
À mon défunt père Cosme ADJOVI, qui m’a inculqué la rigueur et le
dévouement pour les études, source de mon enthousiasme.
À ma mère ADJOVI Béatrice, dont l’amour protecteur et la
bienveillance m’ont garanti une joie quotidienne et un parcours sans obstacle.
À mes frères et sœurs, Rockaire, Edouard, Pacôme, Ulrich, Sonia,
Antonine et Lucile qui me couvrent quotidiennement de leur affection.
À mes oncles et tantes, mes amis et mes camarades de promotion À Monsieur Gabriel Romain MONTEIRO et son équipe
À Monsieur Berléo Didier AKPOVO et Madame OSSENI Sibiath pour leurs
encouragements.
À mes proches et tous ceux qui, de près ou de loin, ont contribué à l’aboutissement de ce travail.
Je dédie ce travail.
Remerciements
Les résultats de ce travail ont été le fruit d’une collaboration. Je dois cette présentation à l’Être suprême à travers le don de la vie et d’une bonne santé.
Qu’il me soit également permis de remercier :
Mes encadreurs, Professeur SANYA Emile A. et Docteur FAGLA Benoît qui ont dirigé ce sujet malgré leurs multiples occupations et responsabilités.
Docteur Gédéon CHAFFA, Chef du département de Génie Mécanique et Energétique pour ses encouragements.
Professeur Malahimi ANJORIN, Maître Conférence des universités, pour son apport matériel et ses conseils dans le déroulement des tests de cuisson.
Madame OSSENI Sibiath, Doctorante en énergétique et Environnent pour son apport.
Je voudrais également remercier mon aîné l’ingénieur APOVO Didier Berléo et mes camarades de promotion qui, tout au long de ce travail, m’ont soutenu et encouragé.
Pour finir, je voudrais vous convier à méditer les paroles d’un penseur qui disait :
«
Les connaissances intellectuelles acquises sous toutes les formes, n’ont de valeurs réelles que par l’utilisation concrète qu’on en fait. »Je vous remercie sincèrement.
Résumé
Le niébé rouge (Vigna unguiculata) et le voandzou (vigna subterranea) sont des légumineuses qui subissent le phénomène de thermodurcissement lors de leur cuisson à l’eau. Ce phénomène de thermodurcissement engendre une longue durée (trois à quatre heures) de cuisson pour le voandzou, et deux heures pour le haricot ; on note également une dépense énergétique plus élevée pour conduire la cuisson à terme. Le thermodurcissement survient soit lors de l’interruption de la cuisson à 20 ou 30 % de la durée de cuisson suivi d’un important refroidissement de 100°C à 60°C et même 45°C, d’un déficit de la température de chauffe en dessous de 325°C ou encore, dans le cas où l’achèvement de la cuisson du produit s’effectue à partir de l’eau absorbée par les graines (tendance de torréfaction) une fois l'eau de cuisson asséchée.
Abstract
Red cowpea (Vigna unguiculata) and bambara groundnut (vigna subterranea) are leguminous which undergo of hard-to-cook phenomenon during cooking in water.
This phenomenon lengthens cooking duration (three to four hours for the bambara groundnut, and two hours for red cowpea).there is also a higher energy expenditure to drive forward cooking. Hard-to-cook phenomenon occurs either upon interruption of the cooking from 20 to 30 percent of cooking time followed by a significant cooling to 60 and even 45° C. It can also occurs in case of a heating temperature deficit (below 325° C) and when completion of the cooking is carried out from the water absorbed by seeds (tendency to roasting) once cooking water dried.
Figure 1.: le niébé rouge ... 8
Figure 1.2: Constitution de la graine de niébé ... 8
Figure 1.3: Production de niébé et de voandzou, de 1995 à 2013 ... 10
Figure 1.4: Un plant de voandzou ... 10
Figure 1.5: Graine de voandzou ... 14
Figure 1.6: Différentes variétés de voandzou ... 15
Figure 1.7: Structure de la graine de voandzou ... 16
Figure 4.1: Voandzou trituré pour évaluer la cuisson ... 10
Figure 4.2: Niébé trituré pour évaluer la cuisson ... 10
Figure 4.3: Pénétromètre automatique pnr 12 ... 10
Figure 5.1: Grains de niébé rongés et pourris ... 10
Figure 5.2: Tests de mise en évidence du phénomène de thermo durcissement 10 Figure 6.1: Evolution de la température de chauffe avec le thermomètre à sonde DOCTSMANN... 49
Figure 6.2: Evolution de la température dans la marmite ... 50
Figure 6.3: Evolution de la température dans la marmite pour le voandzou ... 51
Figure 6.4: Allure de l'évolution de la cuisson du Voandzou ... 54
Figure 6.5:Mise en évidence du thermodurcissement : l’influence d’une cuisson interrompue ... 55
Figure 7: étuve de type MEMMERT ... 63
Figure 8: balance digitale EH-WH ... 63
Figure 9: thermomètre en verre ... 63
Figure 10: erlenmeyer jaugée à 500 mL ... 63
Figure 11: sonde du thermo-hygromètre DOSTMANN ... 64
Figure 12: thermo-hygromètre de type DOSTMANN... 64
Liste des tableaux Tableau 1: teneur en eau du niébé sous forme de grain ... 45
Tableau 2: teneur en eau du niébé sous forme de farine ... 46
Tableau 3: teneur en eau du voandzou sous forme de grain ... 47
Tableau 4: teneur en eau du voandzou sous forme de farine ... 47
Sigles et abréviations
INSAE : Institut National de la Statistique et d’Analyse Economique
𝜃𝑓 : Température froide
INTRODUCTION GENERALE
L’agriculture est incontestablement reconnue par tous, notamment par les politiques, comme étant le levier du développement économique du Bénin.
Depuis l’accession de notre cher pays le Bénin à la souveraineté internationale, nos dirigeants n’ont jamais ménagé leurs efforts quotidiens pour hisser notre pays en tant que « puissance agricole sous régionale» de par ses vastes terres qui ont toujours assuré la survie alimentaire de son peuple depuis les temps ancestraux.
Dans cette course effrénée vers « la puissance agricole », plusieurs filières de relance ont été initiées aussi bien par rapport aux cultures de rentes que de subsistance telles que le coton, le karité, l’ananas, le palmier à huile, le maïs, les céréales et légumineuses dont le niébé et le voandzou. De même, de nombreux organismes, structures ou instituts de recherche agro-alimentaire, ont œuvré à la sélection et la synthèse de variétés de légumineuses à multiples atouts tant climatiques qu’anti-invasion, bactéricides, organoleptiques… Ainsi de nouvelles variétés dites « améliorées » de chaque spéculation ont vu le jour et contribue encore à améliorer l’autosuffisance alimentaire des béninois.
Toutefois, il ne suffit pas de disposer des aliments à l’état brut, il faut en plus de cela, passer à la cuisson et donc à la confection du mets afin de satisfaire sa faim. A cet effet, étrange fut la constatation selon laquelle, le niébé et le voandzou, présentent quelques fois au cours de leur cuisson à l’eau, un comportement de thermo-résistance au flux de chaleur reçu par les graines de chaque espèce. A ce moment-là, le produit de la cuisson ne cuit pas raisonnablement et ne peut donc être mangé.
Il apparaît ainsi une cause probable de désintéressement au niébé et au voandzou, si une étude en cuisson contrôlée de ces légumineuses n’arrivait pas à nous trouver un moyen de contournement de ce phénomène de durcissement
anormal, et pouvoir conduire la cuisson à terme une fois le problème survenu. Les résultats favorables de cette étude nous permettraient également de promouvoir au niveau sous-régional voire international, ces légumineuses tant appréciés des béninois. Nous pourrions alors renverser la tendance selon laquelle, au Bénin et dans de nombreux pays africains, on donne plus de la valeur aux sous-produits agroalimentaires importés au détriment des produits locaux, malgré l’exhortation prônée par certains esprits éclairés, au lendemain de la dévaluation du Franc CFA, à travers le slogan: «consommons local». Un tel comportement constitue, non seulement, une grosse entorse au développement économique des pays africains, mais aussi et surtout, catalyse dans le même temps, celui des pays européens et asiatiques.
Avec l’ambitieux élan de la globalisation et de la mondialisation, chaque élément de l’ensemble planétaire devrait pouvoir s’identifier par son savoir, son savoir-faire, son savoir-être et surtout son savoir-agir. Ainsi, chaque pays pourra s’affirmer grâce à son génie de production, de transformation, de valorisation de ses propres produits au sein de ce grand ensemble planétaire.
Problématique
Dans le souci de contribuer à la promotion de la filière voandzou et niébé, le présent thème, objet de recherche, pose la problématique du phénomène de durcissement anormal, souvent constaté, de la graine de voandzou (et de niébé) en cours de cuisson, la surconsommation de l’énergie thermique, le renchérissement du coût ainsi que la mise à mal de la qualité organoleptique, toutes choses qui rendent le produit non compétitif. Le présent mémoire intitulé : Investigation préliminaire sur l’étude du comportement thermodurcissable
développé parfois en cuisson par le voandzou (voandzeia subterranea) et le niébé (Vigna unguiculata L. Walp) s’inscrit dans le cadre d’une proposition de solution pour remédier à ce phénomène de thermorésistante afin d’offrir des moyens de recyclage du produit si un individu se voyait confronté à ce phénomène. Notre étude s’articule autour de trois parties :
La première partie expose les généralités sur les deux spéculations
La deuxième traite des expériences réalisées: les résultats des expériences et les conclusions.
L'objectif global de la présente étude est de déterminer les origines du thermo durcissement, origines intrinsèques à la cuisson du niébé et du voandzou, sans tenir compte des causes extrinsèques relatives au stockage ou au traitement des graines après la récolte. Les résultats permettraient d’élucider le comportement quelque peu surprenant de la résistance à la cuisson parfois observé sur les graines de voandzou et de niébé.
Contenu
Chapitre 1 : Présentation des deux espèces légumineuses
Chapitre 2 : Les différents modes ou procédés de cuisson alimentaire
Chapitre 3: Etude du comportement
thermodurcissable des deux espèces
légumineuses : revue bibliographique
Chapitre 1 : Présentation des deux spéculations légumineuses
Introduction
Les légumineuses constituent un groupe de plantes à fleurs (angiospermes) dicotylédones, dont le fruit (la graine) est une gousse, comptant environ 18 000 espèces de répartition mondiale. Les légumineuses sont un groupe botanique à grand intérêt économique, avec des espèces alimentaires (pois, fèves, haricots), ornementales (arbre de Judée) et fourragères (luzerne). Notre étude portera sur le niébé (communément désigné par le terme « haricot ») et le voandzou.
1.1. Le niébé
Le niébé [Vigna unguiculata (L.) Walp.] est l’une des principales légumineuses mondiales (Pasquet et Baudoin, 1997). La production annuelle mondiale varie entre 3,1 et 3,3 millions de tonnes de graines sèches (FAO, 2001 ; FAOSTAT, 2004) dont plus de 64% sont produits en Afrique (Nkouannessi, 2005). Le centième des superficies emblavées en Afrique de l’Ouest revient au Sénégal, faisant de ce pays le cinquième producteur africain après le Nigeria, le Niger, le Mali et le Burkina Faso (Cissé et Hall, 2003 ; DSDIA/DAPS/MAE, 1999 à 2003 ; Nkouannessi, 2005). La culture du niébé occupe une place de choix au Sénégal. Les variétés traditionnelles cultivées au Sénégal enregistrent 93% des superficies totales emblavées et ne laissent que 7% aux variétés améliorées (ISRA, 1998). (Sène, 1966 ; Sène et N’diaye, 1971 et 1974 ; Cissé et al., 1996 ; 2001 ; Cissé et Hall, 2003).
Chapitre 1 : Présentation des deux espèces
légumineuses
1.1.1. Histoire et zone de culture
Le niébé, Vigna unguiculata (L.) Walpers, est la légumineuse vivrière la plus importante et la plus cultivée dans les régions d'Afrique Tropicale (Jakai &
Adalla, 1997). Il peut être cultivé en association avec d'autres cultures principales telles que le sorgho, le maïs, l'igname ou le mil. Le niébé se caractérise par sa richesse en protéines et contribue énormément à la fertilisation des sols grâce à la fixation symbiotique de l'azote atmosphérique (Sun et Simbi, 1983). Au plan alimentaire, il occupe une place de choix du fait qu'il constitue une importante source de protéines et d'énergie tant pour les hommes que pour les animaux (Rachie, 1985; Anonyme, 2002).
Selon Coulibaly & Lowenber-Deboer (2002), l'Afrique Occidentale est actuellement loin de couvrir ses besoins en niébé par sa propre production. Dans cette partie du continent, les rendements moyens oscillent autour de 230 kg/ha, sans application des pesticides, contre 800 kg/ ha avec application de pesticides (PEDUNE, 1998), alors que le rendement potentiel du niébé est de 3000 kg/ha (Rusoke & Rubaihayo, 1994). Cette faiblesse du rendement est due au complexe parasitaire associé à cette culture depuis la levée jusqu'au stockage (Singh &
Allen, 1980; Ahounou, 1990; Atachi, 1998; Agboton, 2004).
Zone de culture
Le niébé est une importante denrée de base en Afrique subsaharienne, particulièrement dans les savanes arides de l’Afrique de l’Ouest. Le niébé peut être cultivé en conditions pluviales, sous irrigation ou avec l’humidité résiduelle du sol le long des fleuves, ou dans les plaines lacustres en saison sèche, pourvu que les minima et maxima de température (nocturnes et diurnes) soient dans une fourchette de 28 à 30°C pendant la campagne culturale. Le niébé affiche une bonne performance dans les zones agro-écologiques où la pluviométrie est de 500
à 1200 mm/an. Cependant, grâce aux variétés précoces et extra-précoces, il peut pousser dans le Sahel où la pluviométrie est inférieure à 500 mm/an. Il tolère la sécheresse et s’adapte bien aux sols sablonneux et pauvres. Toutefois, c’est sur des sols bien drainés, sableux-limoneux à limoneux-argileux, à pH 6 ou 7, qu’il atteint ses meilleurs rendements [1]. La culture du niébé se fait à travers les étapes de préparation du sol, sélection et besoin en semences, préparation des semailles;
enrobage des semences avant semis et enfin le semis.
Au Bénin, les zones spécialisées en culture de niébé sont : le département de l’ouémé à ; le département du Zou à Djidja, à Agbangnizou, à Covè, à Zagnanando ; le département du couffo à Kpodji, à Aplahoué, à Toviklin, à Djakotomey et à Klouekanmè ; le département de l'Alibori à Malanville et à Kandi ; le département du borgou à Parakou ; le département des collines à Glazoué et Dassa.
1.1.2. Description de la plante et caractéristiques morphologiques de la graine
Le niébé est une légumineuse herbacée tropicale. Le gel lui est fatal et une température d'au moins 8 à 11°C est nécessaire à tous les stades de son développement; la température optimale se situe autour de 28°C (CRAUFURD et al. 1997).
La germination du niébé est épigée. Les réserves contenues dans les cotylédons qui vont perdre tout leur poids avant de tomber assurent une croissance vigoureuse à la plantule.
La racine pivotante est en général bien développée, ce qui permet au niébé de suivre la descente des nappes d'eau en culture de décrue. Les racines portent des nodules qui renferment des bactéries
fixatrices d'azote. La fixation de l'azote atmosphérique est considérée comme satisfaisante (MULONGOY, 1985). Les deux premières feuilles sont opposées, sessiles et entières. Les feuilles sont ensuite alternes, pétiolées et trifoliolées.
Outre une feuille, chaque nœud de la tige porte deux stipules prolongées sous
l'insertion ce qui caractérise Vigna Figure 1.1: Constitution de la graine de niébé
Unguiculata et trois bourgeons axillaires capables de donner une tige latérale ou une inflorescence, même si un seul se développe, en général. L'architecture de la plante est très variable selon le génotype et les conditions de température et de photopériode : depuis les formes érigées avec quelques courtes branches latérales jusqu'aux formes rampantes ou volubiles portant des tiges de cinquième ordre et plus, dont les branches de premier et de deuxième ordre peuvent dépasser 5 mètres de long. L'inflorescence, toujours axillaire, est formée d'un pédoncule mesurant 10 à 30 centimètres, au bout duquel se trouve le rachis dont chaque nœud porte une paire de fleurs et un bourrelet de nectaires extra floraux. Les fleurs papilionacées sont de grande taille. Les croisements sont faciles à réaliser (FERY, 1985).
Le niébé est une plante annuelle autogame (FERY, 1985). Chez les formes cultivées, les fleurs s'ouvrent en général à la fin de la nuit pour se fermer en fin de matinée. Mais la déhiscence des anthères se produit plusieurs heures avant que la fleur ne s'ouvre alors que le stigmate est réceptif depuis deux jours (LADEINDE et Buss, 1977).
1.1.3. Quelques variétés de niébé au Bénin
Au Bénin, il existe beaucoup de variétés de niébé. Il existe actuellement plus de variétés améliorées que de variétés originelles, du fait des recherches pour l’accroissement des rendements de production face aux intempéries naturelles telles que les insectes et les maladies de plantes. Nous dénombrons ici les variétés : viyèyè, nanwouikoun, sèwoué, adjohozin, noukounchichi, gbogbodokoun, bakoun, atchawoué, wankoun.
1.1.4. Aspect nutritionnel du niébé
En Afrique, on cultive le niébé avant tout pour ses graines sèches, cuisinées sous les formes les plus diverses. Mais, dans de nombreuses régions, on consomme aussi ses jeunes feuilles, fraîches ou séchées, et ses gousses immatures.
Ses graines représentent une précieuse source de protéines végétales, de vitamines et de revenus pour l’homme, ainsi que de fourrage pour les animaux. Les feuilles juvéniles sont consommées sous forme de légume par les populations fon.
Dans les régions sahéliennes de l'ouest et dans la région des Grands Lacs, on le cultive comme fourrage. Pour un usage textile, on utilisait dans le passé des niébés à longs pédoncules floraux - cultigroupe Textilis-, dont les graines n'étaient en général pas consommées. Ce cultigroupe, présent au début du siècle du delta intérieur du Niger au bassin du lac Tchad (CHEVALIER, 1944), est aujourd'hui en voie de disparition.
0 5000 10000 15000 20000
Production de niébé et de voandzou, de 1995 à 2013
Pois bambara Niébé
Figure 1.2: Production de niébé et de voandzou, de 1995 à 2013 Source: http://www.insae-bj.org/production-agricole.html
En Asie, le niébé est également cultivé pour ses graines, dans les régions les plus sèches, mais aussi pour son potentiel fourrager, en Inde. Dans les zones plus humides de l'Asie du Sud-Est et du sud de la Chine, les gousses du
« haricotkilomètre », qui appartient au cultigroupe Sesquipedalis, sont consommées vertes.
Aux Etats-Unis, les graines sèches sont récoltées en Californie et dans l'ouest du Texas, alors que les pois verts sont produits, pour la conserverie ou la congélation, de l'est du Texas à la Floride et aux Carolines. Le haricot d’Afrique qui est une des rares plantes qui pourrait être cultivée en 20 jours dans une station spatiale internationale afin de nourrir les astronautes.
1.1.5. Menus locaux à base de niébé
Le « abobo », c’est un mélange de haricots bouillis et de semoule de manioc crue (gari) auxquels on ajoute si possible un peu d'huile de palme. Ce plat cuisiné est acheté tout préparé sur le marché ou troqué contre des épis de maïs. Il constitue, dans certaines familles, le repas du matin qui précède le départ aux champs. La population minas de Togo le nomme « vèyi ».
« atta » en langue fon qui est un beignet à base de niébé exclusivement.
« gnonmli », haricot bouilli assaisonné et enrôlé avec de huile de palme et de la farine de maïs.
« abla », mélange pâteux de haricot bouilli, de farine de maïs et d’huile rouge.
« lèlè », une purée de niébé de type blanc dépelliculé et moulu, assaisonné et accompagné de pain ou de farine de manioc gari.
« l'adowè » : c’est le niébé blanc dépelliculé et moulu, souvent accompagné de pain ou de gari
« féchouada » qui est la purée de niébé rouge
D’autres parts, notons que le niébé couramment désigné par « haricot » est aussi mangé en association sous forme « ataxi » qui est l’association du riz et d’un certain pourcentage de niébé suivant la convenance personnelle. Il est également associé avec le couscous de manioc réputé en Côte d’Ivoire« atchiéké ».
1.2. Le voandzou
Le voandzou, appartient à la famille des Papilionaceae (Leguminosae - Papilionoideae, Fabaceae). Il est pourvu de 2n = 22 chromosomes. Du point de vue scientifique, le voandzou est désigné par Glycine subterranea L. (1763), Voandzeia subterranea (L.) DC. (1825). Verdc.. Le voandzou a aussi certaines dénominations courantes telles que : Voandzou, pois de terre, pois bambara (Fr).
Bambara groundnut, bambarra groundnut, earth pea, jugo bean (En). Mancara de Bijagó, jinguba de Cabambe (Po). Njugu mawe (Sw).
1.2.1. Histoire et zone de culture
En Afrique, le voandzou est la troisième légumineuse alimentaire la plus importante en termes de production et de consommation après l’arachide (Arachis hypogeae L.) et le niébé (Vigna unguiculata L Walp.) (Linnemann, 1992;
Howell, 1994). La plante est cultivée pour ses graines riches en protéine, en glucide et en lipide (Brought et Azam-Ali, 1992). Les graines renferment aussi différents éléments minéraux tels que le calcium, le magnésium et le potassium (Amarteifio et al. 2006). Les protéines contenues dans les graines de voandzou ont une teneur élevée en lysine et leur association avec les céréales dans l’alimentation, constitue un complément nutritionnel pour de nombreuses populations locales qui ne peuvent faire face aux coûts élevés des protéines animales (Massawe et al, 2005).
Au Bénin, la production du voandzou est faite seulement au Nord et au centre qui présentent un climat relativement moins humide que le Sud.
1.2.2. Description de la plante et caractéristiques morphologiques de la graine de voandzou
Le plant de voandzou est une plante herbacée annuelle à tiges rampantes qui se ramifient juste au-dessus de la surface du sol; système racinaire constitué d’un pivot avec des racines latérales plus profondes, à nodules arrondis et parfois lobés. Feuilles alternes, 3-foliolées, glabres; stipules d’environ 3 mm de long, éperonnées, striées; pétiole érigé, cannelé, atteignant 30 cm de long, épaissi à la base, rachis de (0,1–)1–2,5 cm de long ; stipelles ovales-oblongues, atteignant 3 mm de long ; pétiolules de 1–3 mm
de long ; folioles elliptiques à oblancéolées, de 3–10 cm × 1–5 cm.
Inflorescence : fausse grappe axillaire, proche du sol, à (1–)2(–3) fleurs ; pédoncule de 0,5–2 cm de long. Fleurs bisexuées, papilionacées, sur un pédicelle court
; calice à tube d’environ 1 mm de long et 5 lobes d’environ 1 mm de long ; corolle jaune blanchâtre, étendard obovale, de 4–7 mm de long, ailes et carène légèrement plus courtes ; étamines 10, dont 9 aux filets connés sur plus de la moitié de leur longueur et 1 libre ; ovaire
supère, 1-loculaire, à style courbé. Fruit : gousse indéhiscente presque globuleuse d’environ 2,5 cm de diamètre, contenant habituellement 1 graine. Graines de 8,5–
15 mm × 6,5–10 mm × 5,5–9 mm, colorées diversement en blanc, crème, rouge, Figure 1.4: Un plant de voandzou
noir ou brun, parfois mouchetées, tachetées ou rayées ; œil autour du hile parfois présent, de forme et de couleur variable. Plantule à germination hypogée.
1.2.3. Les différentes variétés locales
Le voandzou (Vigna subterranea L. Verdc) originaire d’Afrique de l’Ouest, est une légumineuse dicotylédone à graine qui appartient à la famille des papilionaceae (2n = 2x = 22). Il constitue une véritable source de protéine (16 à 21 %) et de carbohydrates (50 à 60 %). Le voandzou présente donc une très forte valeur nutritionnelle et contribue aussi comme d’autres légumineuses à la fertilisation des sols grâce à sa fixation symbiotique d’azote. C’est une culture qui s’adapte plus facilement aux conditions climatiques difficiles. Sa production Figure 1.5: Graines de voandzou
mondiale est estimée à seulement 300 000 tonnes contre 5 249 571 tonnes pour le niébé. Au Bénin, la production de la saison 2011 à 2012 du voandzou est estimée à 11 251 tonnes. Au vue de ces résultats, le voandzou est considéré au Bénin et dans la plupart des pays de la sous-région comme une culture négligée et sous utilisée. Cette culture souvent réservée aux femmes en Afrique est source de richesse (1kg coûte entre 800 et 1500 FCFA) pour les producteurs.
Sous l’effet des sélections naturelle et humaine, le Voandzou présente des variétés locales qui ont accumulé une diversité génétique qui a très peu été étudiée et par conséquent mal exploitée dans la gestion des ressources disponibles. Les recherches sur le voandzou en Afrique ont porté jusqu’ici sur des aspects phytotechniques, biochimiques et de diversité génétique. Des études phytotechniques ont été menées notamment en ce qui concerne les amendements en engrais et le meilleur conditionnement des graines pour faciliter la germination.
L’influence de la température et de la durée de l’éclairement sur la germination, la croissance et le développement du voandzou a été étudiée pendant plusieurs années et une modélisation a même été élaborée.
Figure 1.6: Différentes variétés de voandzou
Ces études ont montré que c’est une plante de jour court qui fleurit mieux et donne un meilleur rendement en graines sous une photopériode de 10 à 12 heures par jour. La plante supporte des températures variant entre 16 et 35 °C. Le voandzou tolère assez bien les sols acides et légèrement pauvres. Il possède une bonne résistance au stress hydrique et se caractérise par un lien étroit entre une bonne capacité de fixation symbiotique de l’azote et un rendement élevé en graines. Les
potentialités de cette légumineuse expliqueraient sa présence dans les régions semi arides du continent africain. Les études biochimiques confirment les remarquables propriétés nutritives du voandzou, notamment en tant que supplément protéique. Son addition dans les préparations locales permet d’équilibrer l’alimentation quotidienne des populations et de réduire ainsi les carences alimentaires en protéines très fréquentes sous les tropiques. Le voandzou est préférentiellement autogame mais des fécondations croisées sont observées entre certaines variétés. Des travaux récents ont montré l’existence d’une importante variabilité aussi bien au niveau morphologique que moléculaire.
Cependant, au Bénin, les zones de production restent jusqu’à présent inconnues, non répertoriées et cartographiées. Les différentes variétés cultivées de l’espèce n’ont pas encore fait l’objet d’inventaire exhaustif bien précis, de collecte, de caractérisation et d’évaluation agronomique. La distribution et l’étendue des variétés sont encore inconnues. Les connaissances endogènes
Figure 1.7: Structure de la graine de voandzou
relatives à la production de l’espèce ne sont disponibles presque nulle part dans la littérature pour servir dans la recherche scientifique et le développement. Les critères de préférence et de sélection variétale utiles pour les programmes d’amélioration variétale sont encore inconnus. Des activités de recherche visant ses différents aspects sont en cours à la Faculté des Sciences et Technique (FAST) de Dassa et visent à promouvoir cette culture négligée et sous utilisée pour contribuer à la sécurité et à la souveraineté alimentaire au Bénin en particulier dans ce contexte de changement climatique.
1.2.4. Aspect nutritionnel du voandzou et menus locaux à base de voandzou Aspect nutritionnel
Les graines immatures crues de voandzou contiennent par 100 g de partie comestible : eau 57,3 g, énergie 636 kJ (152 kcal), protéines 7,8 g, lipides 3,1 g, glucides 30,0 g, fibres 3,0 g, cendres 1,8 g, Ca 14 mg, P 258 mg et Fe 1,2 mg. La composition de graines mûres sèches, par 100 g de partie comestible, est de : eau 10,3 g, énergie 1537 kJ (367 kcal), protéines 18,8 g, lipides 6,2 g, glucides 61,3 g, fibres 4,8 g, cendres 3,4 mg, Ca 62 mg, P 276 mg, Fe 12,2 mg, β-carotène 10μg, thiamine 0,47 mg, riboflavine 0,14 mg, niacine 1,8 mg et traces d’acide ascorbique (Leung, Busson & Jardin, 1968). La teneur en acides aminés essentiels, par 100 g d’aliment, est de : tryptophane 192 mg, lysine 1141 mg, méthionine 312 mg, phénylalanine 991 mg, thréonine 617 mg, valine 937 mg, leucine 1385 mg et isoleucine 776 mg (FAO, 1970). Comme pour d’autres légumes secs, les acides aminés soufrés, cystine et méthionine, sont limitants. Les principaux acides gras dans l’huile des graines sont l’acide palmitique 18–24%, l’acide stéarique 5–12%, l’acide oléique 18–24%, l’acide linoléique 34–40%, l’acide linolénique 2–3% et l’acide béhénique 3–7%. Cependant, on a également observé un taux d’acide linolénique de 21% sans présence d’acide oléique. Le
huile des graines est trop faible pour qu’elles soient utilisées comme oléagineux.
Il y a inhibition de la trypsine. Les graines contiennent des tanins, principalement dans le tégument. Dans des études comparatives au Botswana et au Ghana, les taux de tanins étaient faibles dans les graines de couleur crème, moyens dans les graines rouges et élevés dans les graines noires. La cuisson et d’autres modes de transformation (par ex. le trempage, la mouture, le décorticage, la germination, la fermentation) réduisent la concentration en facteurs antinutritionnels. Les graines mûres sont très dures et doivent habituellement être cuites plus longtemps que celles d’autres légumineuses. Les graines de couleur crème sont souvent préférées aux graines rouges et noires, car elles sont moins amères (“plus sucrées”) et prennent moins de temps à cuire. Les grosses graines sont plus appréciées que les petites, par ex. comme amuse-gueule ; les petites graines sont broyées en farine pour être utilisées dans différentes recettes. Les feuilles séchées pour le fourrage contiennent 15,9% de protéines brutes, 31,7% de fibres brutes, 7,5% de cendres et 1,8% de lipides.
Le voandzou [Vigna subterranea (L.) Verdc] est une légumineuse alimentaire hautement calorique (387 kcal/100 g) riche en vitamines, en éléments minéraux et en protéines (Minka et Bruneteau, 2000 ; Amarteifio et al. 2006 ; Onwubiko et al., 2011). Cette valeur nutritive fait d’elle un excellent complément des céréales et tubercules qui sont à la base de l’alimentation en Afrique subsaharienne. [5]
Menus locaux à base de voandzou
Le voandzou est cultivé surtout pour ses graines, qui sont utilisées dans de nombreux aliments, dont certains représentent une importante partie du régime alimentaire et jouent un rôle dans les cérémonies traditionnelles (par exemple, les rites funéraires) et les échanges de cadeaux. Les graines sèches et mûres sont bouillies et consommées comme un légume sec. Les graines séchées, entières ou
cassées, sont aussi mélangées avec du maïs ou du plantain puis bouillies. On peut moudre les graines en farine, quelquefois après les avoir grillées, pour préparer une bouillie. Elles peuvent également être ajoutées à la farine de maïs pour enrichir des mets traditionnels. Quelquefois, les graines sont d’abord trempées dans l’eau et moulues pour former une pâte utilisée pour préparer des plats frits ou cuits à la vapeur. Les graines immatures sont souvent bouillies avec du sel et consommées comme en-cas. Elles peuvent combler la disette de la fin du cycle agricole, lorsque les greniers sont vides et que les cultures ne sont pas encore prêtes à être récoltées. Du lait végétal et des produits fermentés ressemblant à de la tempe (de Glycine max L.) et au dawadawa (Parkia biglobosa (Jacq.) R.Br. ex G.Don) peuvent être fabriqués à partir des graines.
Les graines sont données aux porcs et aux volailles, et les tiges feuillées servent de fourrage. Au Sénégal, des préparations de feuilles sont utilisées pour traiter les abcès et les plaies infectées, le jus de la feuille est appliqué sur les yeux pour traiter l’épilepsie, et les racines sont parfois prises comme aphrodisiaque.
Des graines pilées mélangées avec de l’eau sont administrées pour traiter la cataracte. Les Igbos du Nigeria utilisent la plante pour traiter les maladies vénériennes.
Le voandzou subit d’autres transformations à savoir :
le Voandzou précuit
la Farine de voandzou (panification, pâtisserie)
Granule de vaondzou pour la viande hâchée (Soja)
Lait de voandzou
Fromage de Voandzou
Pâte alimentaire enrichi au voandzou
Production et commerce international
Des données de production fiables sont difficiles à obtenir pour le
la vente sur les marchés locaux. Au début des années 1980, la production mondiale annuelle était estimée aux alentours de 330 000 t, dont 45–50% étaient produits en Afrique de l’Ouest. Les principaux pays producteurs sont le Burkina Faso, le Tchad, la Côte d’Ivoire, le Ghana, le Mali, le Niger et le Nigeria, mais la culture est également largement pratiquée dans l’est et le sud de l’Afrique et au Madagascar. Les principaux pays exportateurs sont le Burkina Faso, le Tchad, le Mali, le Niger et le Sénégal ; ils fournissent les marchés du Bénin, du Ghana, du Nigeria et du Togo.
Conclusion
Le niébé est une légumineuse très répandue qui est cultivée accessoirement, soit parallèlement à la culture des céréales telles que le mil, soit en culture associée. Sa valeur est élevée en tant que produit d'alimentation ou de fourrage, et il se vend même à prix élevé sur le marché.
Parmi les légumineuses d’origine africaine, le Voandzou est considéré au Bénin et dans la plupart des pays de la sous-région comme une culture négligée et sous utilisée (Chijioke et al. 2009, Dansi et al. 2012) [10]. Le voandzou (Vigna subterranea L.) est une légumineuse cultivée pour ses graines qui sont hautement caloriques, riches en éléments minéraux, en vitamines et en protéines (Amarteifio et al., 2006; Sévérin et Yao, 2011; Ndiang et al., 2012). Il possède également des vertus thérapeutiques bien connues des populations locales nigériennes (Nacoulma, 1996 ; Sévérin et Yao, 2011). Les protéines contenues dans les graines de voandzou ont une teneur élevée en lysine et leur association avec les céréales dans l’alimentation, constitue un complément nutritionnel pour de nombreuses populations locales qui ne peuvent faire face aux coûts élevés des protéines animales (Massawe et al., 2005).En Afrique, le voandzou est utilisé pour la fertilisation des sols grâce à sa capacité de fixation de l’azote atmosphérique et donne des rendements moyens allant de 350 à 800 kg/ha dans les régions où le sol est pauvre et la pluviométrie faible (Sévérin et Yao, 2011; Yaya et al. 2013).
Introduction
L’homme cuit ses aliments probablement depuis qu’il maîtrise le feu. Les premiers foyers ont été découverts dans les cavernes du sinanthrope, un Homo erectus qui vécut entre 400 000 ans et 250 000 ans avant notre ère. Des restes attestés de repas cuits ont, quant à eux, été retrouvés chez l’Homme de Neandertal qui a peuplé l’Europe entre 100 000 ans et 35 000 ans avant notre ère (Derache, 1994). Il s’agit donc d’une habitude alimentaire très ancienne dont les impacts sur les aliments sont multiples et donnent des avantages divers. La cuisson est d’ailleurs si ancienne et si commune à tous que les habitudes, traditions et croyances se sont souvent perpétuées sans réelles validations ni bien-fondés jusqu’à nous (This, 2002).
2.1. Définition
La cuisson consiste à porter un produit alimentaire à des températures généralement supérieures à 50°C; le maintien, pendant un certain temps, des produits alimentaires à ces températures provoque des réactions physico- chimiques responsables de modifications organoleptiques (3, 13, 17, 18, 19) qui confèrent au produit les caractéristiques d'un produit cuit. Les modifications dépendent du type de produit, des niveaux de température utilisés, du mode de traitement thermique mis en œuvre.
Chapitre 2 : Les différents modes de cuisson
alimentaire
La cuisson est une opération qui consiste à chauffer un aliment à un certain niveau pendant un certain temps et dans un environnement bien défini (Bimbenet et coll., 2002). Cependant, il convient de préciser que, contrairement à un simple chauffage qui se traduit par une élévation réversible de la température, la cuisson transforme l’aliment de façon irréversible en le faisant passer de l’état cru à l’état cuit. Les critères cités précédemment, niveau de température, temps et environnement vont avoir, de façons croisées, des impacts sur la cuisson. À ces derniers, il faut ajouter la complexité de la formulation des aliments qui va ajouter un dernier niveau d’interactions quant à la production d’un aliment unique et original après cuisson, organoleptiquement et qualitativement satisfaisant. La cuisson permet finalement d’augmenter, par la diversification, la quantité d’aliments disponibles à notre nutrition (Barham, 2001).
2.2. Les différents modes de cuisson
Il existe cinq modes de cuisson de base. Les aliments peuvent être plongés dans un liquide tel que de l’eau, du bouillon ou du vin (pochage, cuisson au bouillon ou à l’étouffée), immergés dans des graisses animales ou de l’huile (friture), exposés à la vapeur (cuisson à la vapeur et, dans une certaine mesure, braisage) ou à la chaleur sèche (rôtissage, cuisson au four, cuisson au gril) ou bien encore poêlés dans de petites quantités de graisses chaudes (sautés). La préparation des aliments dépend donc autant des combustibles disponibles que des ustensiles utilisés.
Ces cinq modes de cuisson, avec quelques variantes, peuvent être utilisés pour n’importe quel aliment, mais, traditionnellement, chacun s’applique plus spécifiquement à des aliments précis. Par exemple, les beignets sont frits, de nombreux légumes sont cuits à la sauteuse, etc. Cela dit, certaines viandes peuvent être aussi bien rôties qu’accommodées en ragoût : tout dépend de l’effet et du goût recherchés. [8]
Les aliments à bouillir sont généralement plongés dans un liquide, parfumé ou non, pendant une période assez longue. Les ragoûts sont cuits dans une sauce épaisse, constituée du jus de la viande, d’eau, parfois de farine.
Il existe une grande différence entre frire et sauter (le wok chinois étant un bon exemple de cette dernière technique) : la friture produit une surface craquante en enfermant l’humidité naturelle à l’intérieur de l’aliment, tandis que, lorsque l’on fait sauter un aliment, le jus naturel se mélange généralement à la graisse située au fond de la poêle, enrobant le mets d’une légère sauce.
À la différence de la cuisson à la vapeur qui n’expose pas l’aliment aux liquides, le braisage brunit l’aliment dans la graisse, puis le met en contact avec un peu de liquide dans un récipient muni d’un couvercle hermétique.
Les aliments rôtis étaient, à l’origine, exposés à l’action directe du feu ou posés sur des braises chaudes, mais la rôtisserie est maintenant synonyme de cuisson au four, c’est-à-dire en chaleur sèche dans un four fermé.
La cuisson au gril, dans un four ou au-dessus d’un feu de braises, expose la viande à l’action directe d’une chaleur plus intense, qui « brûle » les surfaces pour garder tout le jus à l’intérieur de la viande.
Impacts de la cuisson sur les aliments
La cuisson a des impacts variés dont l’importance respective diffère suivant le type d’aliment et le type de cuisson. On peut néanmoins les regrouper en trois groupes principaux : nutritionnel, sanitaire et organoleptique, que nous allons détailler ici.
Impact nutritionnel
Il s’agit tout d’abord de rendre l’aliment comestible, c’est-à-dire de faire en sorte qu’il apporte à celui qui le mange des nutriments assimilables. Rendre
digeste un aliment est un problème qui s’est posé à l’homme depuis qu’il est agriculteur — c’est-à-dire depuis au moins 15 000 ans (Claudian, 1992) — et que son alimentation est surtout basée sur les céréales. Depuis, cette consommation a toujours été élevée au point qu’en 2004, la consommation mondiale de céréales était de plus de 350 g par jour et par personne (FAOSTAT, 2007). Dans les pays industrialisés, la consommation de céréales représente plus de 50% des apports énergétiques (FAOSTAT, 2007) et elle continue, avec celle des fruits et légumes, à y être encouragée (Srinivasan et coll., 2006). L’amidon est le constituant nutritionnel majeur des céréales. Il compose 80% à 90% du riz (Angla dette, 1966), du blé (Pomeranz, 1988) et du maïs (Watson, 1987) qui sont parmi les principales céréales consommées dans le monde. Or, l’amidon est généralement regroupé en grains et sa gélatinisation, permise par la hausse de la température, est indispensable pour augmenter sa digestibilité. Rehman & Shah (2005) ont montré que l’augmentation moyenne de la digestibilité de l’amidon, mesurées sur plusieurs légumes, est de l’ordre de 90% pour une cuisson dans l’eau sous ébullition. Toutes les autres études sur la modification par la cuisson de la digestibilité de l’amidon vont dans ce sens, quel que soit l’aliment (Kataria &
Chauhan, 1988; Periago et coll., 1996; Bravo et coll., 1998; Lee & Rhee, 2007).
L’exemple de l’amidon est le plus important mais nous pouvons l’appliquer a de nombreuses macro-molécules que la cuisson modifie : des protéines végétales (Sagum & Arcot, 2000) ou le collagene de la viande (Cheftel et coll., 1976) dont la digestibilité est ainsi augmentée. De même, le ramollissement des structures cellulosiques et ligneuses des végétaux (Leynaud-Rouaud et coll., 1992) par la cuisson permet l’accroissement de l’intérêt nutritionnel des fibres (Kutoš et coll., 2003).
D’autre part, la cuisson permet de réduire l’impact de facteurs anti- nutritionnels qui empêchent l’assimilation de nutriments. Les conditions de cuisson peuvent même être optimisées comme l’ont montrées Rehman & Shah (2005) dans le cas des légumes réputes difficiles à cuire et dont l’optimum
nutritionnel est trouvé avec une cuisson en autocuiseur à 121˚C pendant 10 minutes.
Par ailleurs, la cuisson ménagère, qui représente un traitement thermique moderne, permet de rester dans une zone ou les modifications de l’aliment en augmentent globalement l’intérêt nutritionnel, contrairement à des traitements thermiques plus lourds qui peuvent, eux, le diminuer. Neucere & Cherry (1982) l’ont montré dans le cas des protéines par exemple.
Ainsi, la cuisson est un mode de préparation bien adaptée à notre métabolisme, alors que pour d’autres animaux, l’effet est variable. Par exemple, il est positif pour des ruminants (Ljøk jel et coll., 2003) mais, il n’a aucun impact sur la nutrition de rongeurs (Porres et coll., 2003).
Chez l’homme, la cuisson évite en particulier l’apparition de maladies liées à l’absorption d’aliments crus (Wrangham & Conklin-Brittain, 2003).
Néanmoins, la cuisson provoque un abaissement de certaines propriétés nutritionnelles des aliments. Par exemple, Barampama & Simard (1995) détectent, conjointement à l’augmentation de la digestibilité globale des haricots, une baisse significative des teneurs en minéraux et vitamines lors de la cuisson.
Impact sanitaire
Les aliments crus peuvent être contaminés, soit par des micro-organismes, soit par des toxines. Comme la plupart du temps c’est sur la surface des aliments que se trouve la contamination, un simple lavage et des conditions optimales de manipulations permettent de la réduire voire de la faire disparaitre, mais, parfois, celle-ci peut être interne, comme dans le cas de toxines intrinsèques (Mitjavila, 1986), en particulier chez les végétaux, ou comme dans le cas de parasitismes, rencontrés surtout chez les animaux (Fosse & Magras, 2004).
La cuisson, par action de la température, contribue souvent à rendre les aliments plus sains. On peut considérer que la cuisson entraine la destruction de tout ou
nombreuses toxines. Par exemple, Hwang & Lee (2006) ont montré que la cuisson réduit plus la concentration en alphatoxine B1 que le lavage, et Diasolua Ngudi et coll. (2003) ont montré que la cuisson divise par 100 la teneur en cyanogene dans le manioc. En effet, les micro-organismes, tout comme les macromolécules, sont sensibles à la température selon des cinétiques de destruction plus ou moins rapides. C’est grâce à la connaissance de ces cinétiques que peuvent être calculés, en particulier, des barèmes de pasteurisation ou de stérilisation.
Impact organoleptique
Les caractéristiques organoleptiques d’un aliment peuvent être divisées en trois grandes catégories :
L’apparence, liée aux propriétés visuelles telles que la couleur, la taille ou la forme de l’aliment.
La flaveur, liée au gout et à l’odeur de l’aliment.
La texture, liée à des sensations tactiles principalement.
Au cours de la cuisson, l’apparence de l’aliment va varier à cause de différents phénomènes qui vont causer une modification de sa forme: gonflement de certains produits céréaliers, réduction de volume des viandes, etc…et de sa couleur : brunissement des produits céréaliers et des viandes, oxydation ou lessivage des pigments des végétaux, etc. Un grand nombre de modifications d’apparence sont dues à des réactions chimiques dont la chaleur apportée par la cuisson n’en est que l’accélérateur. Beaucoup d’aliments voient ainsi leur volume évoluer dans un sens ou dans l’autre au cours de la cuisson, les mécanismes de gonflement et de rétractation pouvant bien sûr être simultanés ou successifs.
Pour l’augmentation de volume due à la chaleur, il s’agit en général soit de productions gazeuses, soit de la dilatation des gaz déjà inclus dans l’aliment avant cuisson, soit de l’absorption d’eau. Pour les produits céréaliers par exemple, ce gonflement s’arrête souvent lorsque la structure alvéolaire se fige.
Pour la diminution de volume, il s’agit, en général d’une perte partielle d’eau.
Celle-ci s’évapore pendant la cuisson grâce à la chaleur fournie à l’aliment. Dans le cas des viandes, leur rétractation peut être indépendante ou s’ajouter à l’évaporation, car il apparaît une contraction des fibres musculaires qui provoque une sortie d’eau des tissus. Par exemple, après 100 minutes à 70˚C, les fibres musculaires ont perdu, en moyenne, 20% de leur taille initiale (Ledward, 1979).
Quant aux modifications de couleur, suivant les aliments, plusieurs phénomènes sont en cause. Tout d’abord, la coagulation de protéines (hémoglobine du sang ou albumine de l’œuf par exemple) qui, par une réorganisation spatiale, en modifie les propriétés lumineuses.
Conclusion
Le soin apporté à améliorer la qualité des aliments peut être très compromis par la préparation, notamment la cuisson qui peut, selon le mode utilisé, entraîner conservation ou dénaturation des micronutriments (vitamines…).Certains, à recommander, rendent les aliments plus savoureux et « nutritifs », d’autres bien que très appréciés pour le goût particulier qu’ils donnent aux aliments ou pour leur côté vacances, sont à limiter. Si l’on se réfère à Jean SEIGNALET, la cuisson agite les molécules des aliments, forme des substances complexes non retrouvées dans la nature et non reconnues par nos enzymes. [8]
Introduction
La cuisson des légumineuses telles que le niébé et le voandzou jouent parfois des tours au point où la dégustation n’est point satisfaisante par crainte de digestibilité.
En effet, il peut arriver que le niébé ou le voandzou n’arrive pas à cuire considérablement. Ceci fait l’objet d’une préoccupation culinaire et agro- alimentaire.
3.1 Description du phénomène
Le thermodurcissement désigné en anglais par « HARD-TO-COOK PHENOMENON » est un terme technique qui se compose du préfixe « termo »
= qui signifie charleur, et de la base « durcissement » = qui signifie processus qui aboutit à un état « dur » ou « ferme » par opposition à « un état mou ».
Littéralement, le thermodurcissment consiste, à durcir, c’est-à-dire à résister à une force de pénétration sous l’effet de la chaleur. Précisons que dans le cas du niébé et du voandzou, le durcissement consiste à une résistance à se laisser traverser par la chaleur de cuisson. Le durcissement thermique survient avec une limitation prématurée de la cuisson, c’est-à-dire que quelque soient la durée de la cuisson et l’énergie de chauffage fournie, le niveau de ramollissement demeure identique ou stable.
A travers des tests, il a été mis en évidence qu’une eau de cuisson salée au départ , à savoir que ce problème pourrait survenir éventuellement si l’eau de cuisson était d’une certaine concentration saline d’une part, et d’autre part si cette
Chapitre 3: Etude du comportement thermodurcissable du niébé [Vigna unguiculata (L.) Walp.] et du voandzou
(Vigna subterranea L.)
même eau était « dure », c’est-à-dire renfermant une concentration considérable de sels minéraux comme l’eau trouvée dans les sols de Posssotomé au Bénin et de Lomé au Togo.
Certaines investigations étaient déjà faites pour résoudre ce problème de durcissement. Ce problème est désigné par certains chercheurs par le terme anglais « hard-to-cook (HTC) phenomenon », qui se traduit littéralement par
« cuisson difficile ou difficulté à cuire ».
3.2 Revue bibliographique
Il ressort de cette étude bibliographique, que des causes extérieures sont à l’origine du phénomène de durcissement thermique. Ces causes ont été inventoriées et présentées dans plusieurs travaux.
Madame Juiet MUBAIWA doctorante à l’université de Zimbabwe a orienté les causses de ce phénomène vers l’effet des conditions de stockage ambiantes en haute température et en présence d’une grande humidité relative. Ses travaux sont toujours en cours jusqu’en 2017. Ses réflexions stipulent que ce phénomène provenait de l’effet combiné de la température, des conditions de stockage en haute température, sur le temps de cuisson des graines de voandzou.
D’autres parts, les travaux réalisés par Keshun Liu, Yen-Con Hung et R.
Dixon Phillips ont porté sur « les mécanismes de thermodurcissement du voandzou : vérification par l'intermédiaire d’examen de la microstructure du voandzou. Keshun Liu, Yen-Con Hung et R. Dixon Phillips ont analysé la quantité d’eau absorbée par la méthode de Peleg sur l’équation d’absorption d’eau. Ils préconisent un trempage en eau chaude entre 25 et 75 °C, ce qui facilite l’absorption d’eau et donc la cuisson.
Par ailleurs, nous allons eu connaissance qu’une eau dure, eau à forte
phénomène de durcissement et limite le degré de cuisson à 70% environ de ramollissement de la graine de niébé et de voandzou.
Objectif de l’étude
La présente investigation concerne les causes intrinsèques au processus de cuisson même. Elles portent sur les conditions thermiques de chauffage et de cuisson sur le degré de cuisson, ainsi que l’analyse du comportement traduisant le thermo durcissement de chacun des produits.
Conclusion
Le phénomène de durcissement thermique est connu de beaucoup de personnes. C’est une préoccupation pour les restaurateurs, les promoteurs agro- alimentaire et les énergéticiens. On note deux niveaux d’étude du durcissement : le durcissement en conditionnemnt (stockage, avant cuisson) et le durcissement en cuisson.
PARTIE 2 : LES EXPERIENCES
Contenu
Chapitre 4 : Les méthodes d’évaluation du degré de cuisson
Chapitre 5 : Réalisation des tests
Chapitre 6: Analyses des données
Introduction
Il est normal qu’au bout d’une cuisson, nous apprécions que notre produit ou notre repas soit comestible, facile à digérer. L’une des méthodes pour le confirmer est d’apprécier continuellement le niveau d’avancement de la cuisson.
4.1. Méthodes rudimentaires Triturer à la main
A domicile comme chez les restauratrices spécialistes de voandzou et de niébé, les méthodes d’évaluation du degré de cuisson est de triturer un prélèvement de 5 graines environ : c’est une évaluation au toucher qui reste une méthode subjective.
Mâcher :
Une autre façon d’apprécier la cuisson est de mâcher quelques 3 graines en cours de préparation. Cette méthode demeure également subjective, mais conserve un atout sur la trituration qui est celui de se mettre à la place du consommateur pour essayer se ressentir sa satisfaction.
Chapitre 4: Les méthodes d’évaluation du degré de cuisson
Figure 4.1: voandzou trituré pour évaluer la cuisson
Figure 4.2: niébé trituré pour évaluer la cuisson
4.2. Méthode mécanique : utilisation du pénétromètre
La pénétrométrie consiste à faire pénétrer transversalement et à vitesse constante une sonde de forme définie (pointe, sphère, etc.) dans un échantillon (un grain).
Le mobile s’enfonce dans l’échantillon en le comprimant sous lui et en le cisaillant à son pourtour. La réponse du test est variable par rapport aux zones traversées.
Ce test convient donc bien pour des matériaux très homogènes. En effet, la zone de test est très étroite et il faut, pour pouvoir comparer, être sûr que la sonde traverse toujours le même type de structure. Si le matériau n’est pas homogène, il faut le placer toujours de la même façon et toujours dans la même position afin qu’il présente à la sonde toujours les mêmes zones.
Le pénétromètre pnr 12 mesure automatiquement la résistance d'un matériau lorsqu'il est percé par un pénétrateur de forme spécifique. Plus le matériau de test est dur, plus le pénétromètre doit être pointu et de type aiguille. Il est utilisé pour la détermination de la consistance et de la plasticité d'échantillons pâteux, crémeux, semi-solides fortement visqueux.
Figure 4.3: Pénétromètre-automatique-pnr-12 ;
Source: http://www.usinenouvelle.com/expo/img/penetrometre- automatique-pnr-12-000995996-product_zoom.jpg
même sous une couche d'eau. Il démarre automatiquement la séquence de test standardisée et rapporte de manière numérique les résultats à l'écran. Les échantillons adaptés sont le bitume < 160 PU (1 Penetration Unit = 0,1 mm), les cires et d'autres matériaux durs comparables. 20 programmes (dont 16 peuvent être définis individuellement par l'utilisateur) Conversion automatique des données (classe NLGI, valeur bitume EN, ¼-cône en cône solide et ½-cône en cône solide) Indicateur de limite émettant une alarme lorsque la valeur de test sort des valeurs préréglées Fonctionnalité statistique et base de données (stockage de 200 tests, évaluation de Min, Max, Moyenne) Lecteur des données par clé USB, conversion en Excel® Mesures automatiques des échantillons conducteurs Confort d'utilisation Eclairage de l'échantillon grossissant avec DEL ultra brillante pour une détection fiable de la surface Menu roue de sélection (tourner et pousser) Protection par mot de passe Flexibilité utilisateur personnalisée Accessoires PNR 12 typiques : Les seringues conviennent pour les mesures sur le bitume, la cire, la nourriture, les cosmétiques, etc. Les cônes sont utilisés pour les mesures sur les graisses, les gelées, les crèmes et les matériaux similaires Les disques perforés sont principalement utilisés pour la mesure des matériaux fluides et hautement visqueux Les tiges et les poussoirs sont adaptés pour les graisses semi-liquides, les graisses et les pâtes, les émulsions, le miel, les peintures, les vernis, les masses de scellement, les pâtes céramiques, le pain et les produits de confiserie Des kits de tests sont disponibles pour la graisse, les cires, la nourriture, les cosmétiques, la masse d'étanchéité, les produits pharmaceutiques, etc. Kit d'étalonnage (option), officiellement certifié pour le contrôle de temps, de la distance et de la température Capteur (option) pour la mesure et l'enregistrement de la température.
Conclusion
Les différents modes de cuisson modifient différemment les aliments. Apprécier le nivau de cuisson par la méthode qui consisite à triturer quelques grains de produit manque de précison scientifique, alors que le recours à un instriment de mesure tel que le pénétromètre pnr-12 permet la collecte de donnees traitables avec quelques exigences techniques dutilisation en par rapport aux dimensions minimales de l’échantillon.
Chapitre 5: Réalisation des tests
Introduction
La réalisation des tests est le moyen qui nous permet de valider nos hypothèses et de trouver les éléments qui expliquent le phénomène de durcissement. Nos expériences se baseront sur la méthode de cuisson usuelle domestique du niébé et du voandzou, sans aucun ajout d’un autre élément ou d’une substance catalyseur de la cuisson. Une collecte de données a été réalisée suivant un questionnaire d’enquête annexé à la fin du document, auprès des restauratrices et vendeuses de niébé et de voandzou.
5.1. Détermination de la teneur en eau à l’étude MEMMERT
Comprenons d’abord par teneur en eau, la quantité d’eau exprimée en pourcentage contenue dans un composé solide ou liquide. La détermination de la teneur en eau (t.e.e) d’un élément est fonction de la présentation (granulée, en poudre ou en farine…) de l’élément concerné. Le test de détermination de la teneur en eau (t.e.e) s’effectue selon la norme ISO 24557-2009 relative à la détermination de la teneur en eau légumineuses par la méthode de séchage à l'étuve. La dernière actualisation de cette norme date de 2014.
La norme ISO 24557-2009 spécifie une méthode de référence de routine permettant de déterminer la teneur en eau des légumineuses. Le mode opératoire est applicable aux pois chiches, aux lentilles, aux pois, et à toutes les classes de haricots, à l'exception du soja.
Chapitre 5 : Réalisation des tests
La détermination de la teneur en eau est fonction de la masse de l’échantillon, de la température de consigne de l’étuvée et de la durée validation de l’opération).
L’étude porte sur la variété de niébé rouge nommé en langue fon «wankoun » et la variété de voandzou de couleur jaune terne. Nous admettons que la teneur en eau de chaque graine est identique.
Mode opératoire
a) Réalisation des échantillons avec des coupelles faites grâce à des fonds de boites de laits en poudre.
b) Peser 10 g de produit (niébé ou voandzou) dans une coupelle sur la balance digitale EHF-WF
c) Disposer les échantillons sur les clayettes
d) Disposer les clayettes dans l’étuve MEMMERT sous une température de 103±2℃ durant 8 heures de temps
e) Peser la coupelle pleine après 6 heures, 8 heures, 9 heures et 10 heures de déshydratation
Matériels utilisés 1) Coupelle
2) Etuve MEMMERT
3) Balance digitale EHF-WF de sensibilité au dixième
Réalisation des coupelles
Pesées de 10 gramme de produit
Disposition des coupelles sur les clayettes
Disposition des clayettes dans l’étuve
NB :
a) En réalité, nous devrions laisser refroidir les échantillons dans un appareil appelé dessiccateur pour préserver le produit déshydraté de l’humidité. Ce qui n’a pas pu être respecté faute de disponibilité de l’équipement ;
a) Dans la mise en œuvre du test de teneur en eau, la déshydratation est effectuée jusqu’à 10 heures de temps. Lorsque, la masse de la coupelle semble constante après 8 heures, 9 heures et 10 heures de séchage à l’étuve, on enregistre cette masse ;
b) La mesure de la masse de l’échantillon est normalisée par masse de 100 graines ou de 1000 graines ; mais nous nous baserons sur les expériences en prenant 10 grammes d’échantillon ;
c) Le test de teneur en eau a eu lieu dans une salle climatisée, ainsi les pesées sont influencées par la température et l’hygrométrie ambiantes que nous choisissons de négliger en prenant soin de faire preuve de rapidité et d’abileté lors du test, pour ainsi limiter l’influence de l’ambiance.
Précautions :
Avant d’effectuer le test, il faut veiller à n’avoir que des graines saines, entières et intactes ;
Figure 4: Grains de niébé rongés et pourris
Homogénéiser le produit en vue d’un échantillonnage aléatoire représentatif
5.2. Test de cuisson contrôlée
5.2.1. Protocole expérimental : pour le niébé
Trier minutieusement le niébé et le voandzou : enlevez toutes les petites pierres ainsi que les haricots fendillés ou décolorés,
Rincer à l’eau courante.
Tremper dans une casserole.
Mettre trois volumes d’eau pour un volume de produit.
Cuire dans une marmite. Ajouter trois tasses d’eau fraîche ou de bouillon pour chaque tasse d’haricots secs. Le liquide devrait être à environ un ou deux pouces au-dessus des haricots.
Portez à ébullition.
NB :
En bonne cuisson, il faut réduire le feu et faire cuire les haricots pendant une heure ou deux, jusqu’à ce qu’ils soient ramollis ; mais ce n’est pas le cas, car nous cherchons à apprécier la durée moyenne de cuisson avec un feu suffisamment attisé. Le foyer utilisé étant à base de charbon de bois, apprécier que le feu est bien attisé, relève de l’expérience culinaire de l’opérateur. Ce dernier peut toutefois fixer une temperature moyenne de 425°C par exemple, qu’il contrôle à intervalle de temps régulier avec le thermo-hygromètre de type DOSTMANN.
5.2.2. Protocole expérimental : pour le voandzou
Trier minutieusement le voandzou : enlever toutes les petites pierres ainsi que les graines fendillées ou décolorées ou rongées, ne conserver que les graines intactes et entières ;
Pour le cas à étudier avec trempage, tremper dans un bol durant 8 heures ;
Après 8 heures, renverser l’eau de trempage et la peser ;
Peser le produit trempé après avoir laissé égoutter le produit dans un passoir tapissé d’un torchon ;
Mettre trois volumes d’eau dans la marmite pour un volume de produit ;
Remplir chaque foyer de 350 grammes de charbon initialement pesé ;
Peser en réserve pour chaque foyer, deux lots de 350 grammes de charbon ;
Faire le feu dans chaque foyer et y poser la marmite ;
Disposer les trois foyers de sorte qu’ils bénéficient de même chance de courant d’air pour brûler ;
Noter l’évolution de la température d’ébullition à l’aide d’un thermomètre en verre plongé dans la marmite, le couvercle légèrement soulevé ;
Noter l’évolution de la température de chauffe à l’aide du thermomètre DOSTMANN electronics ;
Verser le produit dans la marmite dès l’apparition des premières gouttes d’ébullition à environ 85°C, et lancer le chronomètre pour la prise de la durée de cuisson ;
Suivre la cuisson toutes les 30 minutes, en triturant un prélèvement de 5 grains de voandzou à la surface et au cours de la cuisson, pour évaluer le degré de cuisson au toucher : on peut inviter une restauratrice spécialiste de voandzou pour servir de référence de mesure bien que cette référence soit subjective ;
Maintenir une température de chauffe quasi constante en attisant légèrement au besoin le feu et faire cuire le voandzou jusqu’à ce qu’ils soient ramollis ;
NB :
Pour évaluer la quantité d’eau absorbée pour une cuisson suffisante du produit dans le cas de la cuisson avec trempage durant 8 heures, il faudra
