comment reconnaître et
caractériser les arômes ?
Le marché des riz arom atiques dans les pays
développés (Europe, Etats-Unis, Australie)
évolue rapidem ent grâce
à une diversification des variétés.
Le contrôle de la qualité, notamment
l'authenticité, des riz commercialisés et
l'am élioration variétale des riz arom atiques
rendent indispensable la mise au point
de méthodes de caractérisation
fiables de l'arôm e.
M. PETROV, Docteur es sciences J. FAURE C IR A D C A , BP 5 0 3 5 , 34032 M ontpellier C e d e x 1, FranceL
e (O. sativa L.) s'est d é v e lo p p é à partir m a r c h é des r iz a r o m a t i q u e s de d e u x v a rié t é s en p r o v e n a n c e de d e u x z o n e s g é o g r a p h i q u e s d if f é r e n t e s : le « basmati » cultivé dans le sous-continent indien, Inde et Pakistan, et le « thaï parfumé » dit aussi « riz jasmin » cultivé en Thaïlande . En E u r o p e , les s é l e c t i o n n e u r s d ' I t a l i e , d 'E s p a g n e et de F ra n c e s ' a c t i v e n t p o u r o b t e n i r des v a r i é t é s a r o m a t i q u e s adaptées aux conditio ns agro-climatiques du bassin méditerranéen ou pour acclimater des variétés déjà mises au point ailleurs, comme le font aussi les Etats-Unis avec le « Jasmine » et l ' A u s t r a l i e a v e c le « G o o l a r a h ». Les E t a t s - U n is o n t p r o d u i t d e u x v a r ié t é s « 3 0 1 » et « T e x m a t i », s p é c i f i q u e m e n t nord-américaines.La qualité culinaire des riz aromatiques et le contrôle de l'o rig in e et de l'a uthenticité des lots im p orté s d e v ie n n e n t c ru c ia u x dans le contexte commercial actuel, où le prix élevé des riz arom atiques — e nviro n trois fois le prix des riz non aromatiques — constitue une forte incitation à la fraude. O r les méthodes analytiques existantes ne sont pas suffisam ment précises, ni pratiques. Jusqu'à présent, l'a p p ré c ia tio n du parfum par les séle ction neurs est subjective, « au nez », donc fondée sur l'expérience et la confiance, sans critère m e s u r a b l e . U n e m é t h o d e d 'é v a l u a t i o n q u a n t i t a t i v e c o n s is t e à m e s u r e r le ta u x d 'é l o n g a t io n du g ra in c u it (ra p p o rt de la longueur du grain cuit à la longueur du grain cru) : g én éralem e nt les « basmati » o nt un taux d 'é lo n g a tio n de 100 % ; les riz « thaï p a rfu m é », 65 % et les riz non parfumés, 5 0 % environ.
riz parfumés
Riz aromatiques et consommateurs
La consommation des riz parfumés, dans les pays occidentaux, est restée longtemps du dom aine des initiés, des m in o rité s ethniques d 'o rig in e indienne ou pakistanaise en particulier. L'extension de leur consommation est récente. Elle est devenue significative depuis la fin des années 80, en Europe et aux Etats-Unis o bligeant par exemple ces derniers, pourtant largem ent exportateurs en riz et m algré leurs efforts de sé le c tio n , à im p o rte r q u e lq u e s c e n ta in e s de m illie r s de to n n e s ch a q u e année. En France, le développement de cette consommation est significatif depuis le début des années 1990. La d écouverte, par un large p u b lic , de la possibilité pour un riz d'avoir du goût, s'inscrit dans un vaste mouvement de diversification et de consommation, largement exploité par une stratégie de promotion de la part des grands groupes alimentaires (figure 1).
60 -, 5 0 4 0 3 0 -20 10
C epen da nt, cette m é th od e est insuffisante et ne p e r m e t pas d ' i d e n t i f i e r l ' o r i g i n e géographique, ni la variété du riz aromatique considéré.
L'o bjectif des recherches est double :
- parvenir à contrôler la qualité aromatique des r iz i m p o r t é s a f in de d é c e l e r les éventuelles fraudes ;
- a m é lio re r la q u a lité a ro m a tiq u e des riz cultivés en France.
Les arômes des riz
U n riz n a tu r e lle m e n t p a rfu m é dégage un arôme, qui s'e xp rim e le m ie ux au m om en t de la cuisson mais que l'o n perçoit déjà — a v e c un peu d ' a t t e n t i o n — d a n s le r iz cargo ou le riz blanchi. Le riz non aromatique é m e t aussi un a r ô m e s p é c i f i q u e du r iz , d i f f é r e n t des a u tr e s c é r é a le s . A f i n de r é p o n d r e au p r e m i e r o b j e c t i f f i x é , la démarche, visant à caractériser l'a rôm e des riz parfumés, consiste à extraire, id e n tifie r et q u a n tifie r les constituants v o la tils qui le composent en vue d 'u n e comparaison avec l'arôme de variétés non aromatiques.
1990
Riz ronds
Riz complets
Années Figure 1. Evolution de la consommation de riz en France depuisl 989 : riz étuvés, riz longs, riz ronds, riz parfumés et riz complets (source : syndicat de la rizerie française, comm. pers.).
Tableau 1. Concentration en 2-acétyl-1-pyrroline dans des aromatiques variées (d'après BUTTERY et al., 1983a).
riz de qualités
Variété*1 * Concentration en acétyl-pyrroline*2*
Riz blanchi Riz cargo*3*
Malagkit Sungsong 90 200
1R841 -76-1 70 200
Kao Dawk Mali 70 200
Milagrosa 70 -Basmati-370 60 170 Seartus Malam 60 -Azucena 40 160 Hieri 40 100 Texas Long-Grain 8 -Calrose 6
-(1) Kao Dawk Mali et Basmati-370 sont les deux variétés de riz parfumé les plus commercialisées en Europe et aux Etats-Unis.
Texas Long-Grain et Calrose sont deux variétés non parfumées importantes aux Etats-Unis.
(2) Concentration en acétyl-pyrroline : concentration calculée à partir d'un extrait obtenu par EDS (Extraction-distillation-simultanée) à partir
de 500 grammes de riz et exprimée en ppb (en microgramme par kilogramme de riz cru).
(3) Riz cargo : grain de riz débarrassé de ses glumelles,appelé « riz complet :
Caractérisation de l'arôme
des riz parfumés
O n p e u t d i v i s e r en d e u x g r o u p e s les méthodes utilisées pour caractériser l'arôme d 'un riz :
- les m é t h o d e s d ' é v a l u a t i o n o l f a c t i v e , directem ent applicables au champ, souvent utilisées par les sélectionneurs ;
- les méthodes de mesures analytiques, plus lourdes, ne p o u v a n t être effectuées q u 'e n laboratoires équipés pour l'analyse d'arômes. C 'e st ce d e r n ie r g ro u p e de m é th o d e s q u i p e r m e t l ' i d e n t i f i c a t i o n des c o n s t i t u a n t s de l'a rô m e après e x tra c tio n de la fra c t io n v o l a t i l e et a n a ly s e par c h r o m a t o g r a p h i e en p h a s e g a z e u s e des e x t r a it s o b t e n u s . Les qualités aromatiques de diverses variétés de r iz p e u v e n t a in s i ê tre c o m p a r é e s via l'analyse des profils chromatographiques. En 1 9 7 9 , Y A J I M A e t a l. p a r v i e n n e n t à identifier 114 composés volatils dans l'arôme du riz parfumé Kaorimai. En 1982, BUTTERY et al. m o n tre n t, par analyse o lfa c tiv e , que la 2 - a c é ty l- 1 - p y r r o lin e est le com p osé qui c o n trib u e le plus à l'a rô m e du riz parfumé par son odeur assimilée à celle du pop-corn. Agriculture et développement ■ n° 9 - Mars 1996
Méthodes d'évaluation et d'analyse
de l'arôme des riz
Le prélèvement des composés volatils est effectué après cuisson du riz et récupération des vapeurs. Différentes méthodes perm ettent d 'extra ire les composés.
Détection et appréciation de l'arôme des riz en sélection : mesures olfactives
Les méthodes principalement rencontrées sont les suivantes : - mâchage des grains crus et évaluation de l'arôme en bouche ;
- inhalation de l'arôm e après cuisson des grains, chauffage des feuilles dans l'eau ou trempage des feuilles dans une solution de potasse.
En sélection, les quantités de grains disponibles sont limitées parfois à une seule panicule. REINKE e t al. (1991 ) procèdent de la façon suivante : une vingtaine de grains sont décortiqués dans un petit décortiqueur manuel, puis chaque grain est placé, le germe vers le bas, dans une alvéole en « V » d'une p la q u e en p o ly s ty rè n e h a b itu e lle m e n t u tilis é e p o u r la c u ltu re de tissu végétal, avec une goutte d'eau distillée. Les alvéoles sont bouchées et la p la q u e mise dans un sachet p la s tiq u e sce llé au ré frig é ra te u r à 3 °C pour la nuit. Le grain imprégné d'eau est ensuite goûté et noté pour la présence et l'intensité de l'odeur. En appliquant cette méthode sur des lots com m ercia u x de riz parfumés, on détecte fréquem m ent des grains de riz non parfumés.
Méthode de diagnostic au laboratoire Extraction
Les méthodes de mesures analytiques de l'arôme nécessitent l'extraction de la fraction volatile, le plus souvent à partir des vapeurs de cuisson. Différentes techniques sont rapportées :
- piégeage des vapeurs de cuisson sur charbon actif (par entraînement par un courant d'azote) puis élution du contenu du piège par un solvant ou désorp- tion de la fraction volatile par un courant de gaz (hélium ou azote) en vue d'une injection directe en chromatographie en phase gazeuse (CPG) ; - condensation des vapeurs sur pièges froids et extraction par un solvant à partir des condensais obtenus ;
- distillation-extraction simultanée (EDS) à l'aide d'un appareil mis au point par LIKENS et NICKERSON.
Cette dernière méthode est, depuis quelques années, la plus couramment utilisée. Dans son fonctionnement normal, le riz cuit durant toute la durée de l'expérience (environ 2 heures). PETROV e t al. (1996) ont choisi de mener l'extraction à partir des eaux de cuisson du riz (100 grammes de riz cuit dans 5 volum es d'eau, à reflux durant 11 minutes) afin notam ment de m inim iser l'ap p a ritio n de composés liés à un chauffage prolongé de la matrice. L'appareil utilisé ici a été mis au point par GODEFROOT e t al. (1981) et est issu d'une modification de l'appareil classique (figure 2).
Identification des composés volatils
Après concentration, l'extrait est analysé par chromatographie en phase gazeuse (CPG), afin de séparer au m ieux les divers composés qui le constituent, couplée à un spectromètre de masse (SM) pour les identifier. On o b tie n t un c h ro m a to g ra m m e d o n t ch a c u n des pics représente un composé (figure 3) plus ou moins bien identifié à l'aide de son spectre de masse. L'identification repose sur la confrontation du spectre avec ceux que propose la bibliothèque de spectres du laboratoire.
Quantification des composés
Pour un dosage précis des composés, le CPG est couplé à un détecteur à ionisation de flamm e (FID). La concentration définie est généralement proportionnelle à la surface du pic et est calculée par rapport au pic du (ou des) composé(s) de référence utilisé(s) com m e standard interne. Cette concentration est exprimée par rapport à la masse de l'extrait ou par rapport à la masse de riz cru prélevé pour la cuisson.
Liquide réfrigérant à + 10°C Bain d'huile 115° Eaux de cuisson basifiées (300 ml) (4 ml) Figure 2. Schéma de l'appareil de GODEFROOT utilisé pour l'extraction et la distillation simultanée de la fraction volatile d'un riz à partir des eaux de cuisson (d'après GODEFROOT et al., 1981 ). La colonne centrale de l'appareil renferme un doigt réfrigéré à +10 °C permettant aux vapeurs d'eau et de solvant, au niveau desquelles s'effectue l'extraction, de condenser. Les phases liquide, aqueuse et organique décantent dans la partie inférieure de la colonne et sont recyclées dans leur ballon respectif. Le solvant est ainsi progressivement enrichi en composés aromatiques. Ce cycle dure une heure à l'issue de laquelle l'extrait récupéré est concentré sous courant d'azote.
Abondance 10 000 0 -10 000 -20 000 10 20 30 40 50 Temps en minutes Figure 3. Graphes obtenus après chromatographie en phase gazeuse d'un extrait EDS des eaux de cuisson de la variété parfumée Azucena (graphe supérieur) et de la variété non parfumée IR-64 (graphe inférieur).
Azucena est une variété du groupe japónica utilisée en culture pluviale.
IR-64 est une variété de riz indica, non parfumée, utilisée en culture irriguée.
riz parfumés
Sa concentration, déterminée dans diverses variétés de riz, va de 40 à 90 microgrammes par k ilo g ra m m e (ppb) de riz cru dans sept variétés parfumées contre moins de 6-8 ppb dans les variétés non aromatiques (tableau 1) (BUTTERY et al., 1983a). La mesure de la par t ic ip a tio n o lfa c tiv e de que lq ue s composés (définie par le rapport co n c e n tra tio n /s e u il de détection dans l'eau) a révélé la contribution majeure de la 2-acétyl-1-pyrroline à l'arôme de la v a rié té L-202 — riz à g ra in lon g de Californie — (BUTTERY et al., 1988). Ce riz n'e st pas a ro m a tiq u e , ce q u i s ig n ifie q u 'il existe une c o n c e n tr a t io n seuil en deçà de laquelle ce composé ne confère pas la q ua li fication parfumée à un riz.
Il est intéressant de noter que les feuilles de Pandan (Pandanus a m a ry llifo liu s ) sont u tili sées par les Asiatiques pour apporter cet arô me « pop-corn » à des préparations culinaires à base de riz non parfumés. En effet, l'a naly se a ro m a tiq u e de ces fe u ille s a révé lé de fortes concentrations en 2-acétyl-1 -pyrroline (BUTTERY et al., 1983b). Ce composé majeur a, par la suite, fait l'objet de mesures plus pré c is e s m a is les t e c h n i q u e s e m p lo y é e s présentent parfois des résultats c o n t r a d ic to ires. LIN et al. (19 90 ) d é te c te n t plu s de 2 - a c é ty l- 1 - p y r r o lin e dans le riz D e lia par r a p p o r t au r iz J a s m i n e - 8 5 , à l ' i n v e r s e de T A N C H O T IK U L et HSIEH (1991). Il serait i n t é r e s s a n t , à ce s ta d e des r e c h e r c h e s , de p o u v o i r c o m p a r e r des v a r i é t é s a r o matiques entre elles sur la base des teneurs en plusieurs composés volatils.
En 1996, PETROV et al. isolent plus d 'u n e c e n ta in e de c o m p os é s v o la tils à p a r tir de la v a r ié t é a r o m a t i q u e A z u c e n a (78 s o n t i d e n t i f i é s , d o n t 61 s o n t c it é s d a n s la b i b l i o g r a p h i e ) . U n e a n a ly s e f a c t o r l e l l e discriminante (AFD) des résultats quantitatifs p e r m e t d ' i d e n t i f i e r n e u f c o m p o s é s d i s c r i m i n a n t s e n tr e A z u c e n a et IR -6 4 , la v a r i é t é n o n a r o m a t i q u e de r é fé r e n c e (tableau 2) — une vingtaine de composés ont pu être q u a n tif ié s de m a n iè r e r é p é ta b le . C'est, ici encore, la 2-acétyl-1 -pyrroline qui permet la meilleure différenciation entre ces deux variétés de riz (figure 3). Toutefois, la seule mesure de sa concentration ne suffit pas à d i s t i n g u e r d e u x v a r i é t é s de q u a l i t é s a r o m a t i q u e s p r o c h e s . A i n s i , t r o i s r iz aromatiques, Azucena, basmati et thaï, sont b ie n d i f f é r e n c i é s a p rè s A F D , à p a r t i r des c o n c e n t r a t i o n s des c i n q c o m p o s é s discriminants (tableau 3).
Tableau 2. Valeurs discriminatoires de quelques composés identifiés dans la fraction volatile des variétés Azucena et IR 64.
Composés Valeur du test de Fischer*1) Probabilité associée au test*2) Pentanol * 49,58 0 (E)-pent-2-énal 0,03 85,91 Hexanal 0,59 45,58 Hexanol * 88,46 0 Heptan-2-one * 14,26 0,11 Heptanal 1,01 32,75 2-acétyl-1 -pyrroline * 419,74 0 (E)-hept-2-énal * 57,72 0 Benzaldéhyde * 25,47 0,01 Oct-1 -èn-3-ol 1,16 29,3 Octanal * 33,18 0 Phénylcétaldéhyde 0,96 33,95 (E)-oct-2-énal 0 95,18 Octanol 0,79 38,83 Décanal 0,2 66,56 (E,Z)-déca-2,4-diénal 2,31 13,96 (E,E)-déca-2,4-diénal 5,61 2,58 Pentadécan-2-one * 30,78 0 6,10,14-triméthyl-pentadécan-2-one * 62,49 0 Hexadécanol * 37,68 0
(1) : valeur du test de Fischer à 1 et 22 degrés de liberté, une valeur élevée signifie une importance participation du composé à l'arôme.
(2) : probabilité associée au test en %. * Composé à haute valeur discriminatoire.
Tableau 3. Valeurs discriminatoires de quelques composés dosés dans les variétés Azucena, basmati et thaï.
Composés Valeur du test de Fischer*1) Probabilité associée au test*2) Pentanol * 70,11 0 Hexanal 10,8 0,56 Hexanol 4,38 5,15 Heptan-2-one * 157,73 0 Heptanal 19,96 0,09 2-acétyl-1 -pyrrol i ne 2,13 18,02 (E)-hept-2-énal 0,53 61,42 Benzaldéhyde * 23,12 0,06 O ct-1-èn-3-ol 17,2 0,15 Octanal * 51,84 0,01 (E)-oct-2-énal 19,8 0,10 (E,E)-déca-2,4-diénal 3,6 7,63 Pentadécan-2-one 3,05 10,28 6,10,14-triméthyl-pentadécan-2-one * 93,21 0 Hexadécanol 4,82 4,22
(1) : valeur du test de Fischer à 2 et 8 degrés de liberté, une valeur élevée signifie une importance participation du composé à l'arôme.
(2) : probabilité associée au test en %. * Composé à haute valeur discriminatoire.
Cinq composés peuvent ainsi être retenus pour différencier les trois variétés aromatiques.
Synthèse
de la 2-acétyl-l -pyrroline
La synthèse de la m o lé c u le de 2 -a c é ty l-1 - pyrroline a été réalisée par plusieurs équipes (BUTTERY, 1 9 8 3 a et b ; DE KIMPE et al., 1993). Certaines sociétés de p ro d u c tio n de bases aromatiques o nt également synthétisé des m o lé c u le s d o n t l'o d e u r c o rre s p o n d à celle du pop corn. Cependant, l'e m p lo i de ces molécules de synthèse est lim ité à cause de le u r p r i x a c t u e l l e m e n t p r o h i b i t i f . La 2-acétyl-1 -p y r ro lin e n'est pas un com posé G R A S ( G e n e r a l l y R e c o g n i z e d A s Safe) (déclaré non toxique), donc elle ne peut être employée c omm e substance d'aromatisation.
Les méthodes rapides
de différenciation
Un acheteur de riz sait discerner l'odeur des riz « basmati » des autres riz parfumés. Dans le b u t de d if f é r e n c i e r les r iz b a s m a ti des autres riz, q u ' il s s o ie n t p arfum é s ou non, diverses m éth od es o n t été étudiées par la F l o u r M i l l i n g a n d B a k in g A s s o c i a t i o n (FMBRA) en Grande-Bretagne.
Mesure de la viscosité
des farines
O n mesure, au moyen d'u n analyseur rapide de viscosité, la viscosité d'une solution de fari ne de riz dans de l'eau au cours d'un cycle de chauffage de 50 °C, 90 °C, 50 °C. Les courbes de pastification de variétés pures de riz ont été réalisées. Celles obtenues pour les huit variétés pures de « basm ati » analysées s ont bien regroupées et distinctes des courbes des riz à longs grains des Etats-Unis. En revanche, les « basmati » ne se distinguent pas toujours des autres variétés de riz parfumées.
Mesure de la taille du grain
O n mesure la taille et la forme du grain de riz c u it par analyse d 'im a g e au m oyen d 'u n e caméra reliée à un ordinateur. En établissant plusieurs ratios, on arrive à d is c rim in e r les « basmati » des riz à grains longs des Etats- Unis, bien qu'avec quelques recouvrements.
Spectre des variétés de riz dans
le proche infra rouge
Toujours dans le but de séparer les riz « bas m ati » et les autres riz à grains longs, on
M ie u x com prendre l'arôm e
Il faut bien garder présent à l'esprit que l'analyse d'un arôme n'est jamais exhaustive.
C h a c u n e des m éthodes d 'e x tr a c tio n p ré s e n te des a v a n ta g e s et des inconvénients et nécessite une optimisation de tous les paramètres qui peuvent intervenir : quantités d'échantillon, préparation avant extraction, tem ps de chauffage, te m p é ra tu re , durée d 'e x tra c tio n , s o lv a n t u tilis é , concentration.
La séparation des composés v o la tils par CPG c o n d itio n n e égalem ent
la qualité des résultats par le ch o ix des paramètres liés à la co lonne de chromatographie et aux conditions analytiques employées.
L'identification s'appuie sur des banques de spectres plus ou moins bien
fournies et doit être complétée par l'injection en parallèle du composé pur.
La quantification reste l'une des étapes les plus délicates du point de vue de
la ré pétabi Iité des résultats. En effet, si l'o n considère la biogenèse de l'arôme, on s'aperçoit qu'elle met en jeu des réactions très complexes — liées au chauffage — intervenant entre les divers constituants biochimiques que peut renfermer la matrice (acides aminés, sucres, acides gras, pigments). La genèse de l'arôme est alors fonction de la température et de la durée de chauffage appliquées lors de l'e x tra c tio n ou lors de la p réparation de l'échantillon (décorticage, broyage par exemple). La moindre déviation dans le réglage des paramètres peut entraîner des différences significatives dans le dosage d'un composé volatil, et ce de façon d'autant plus accentuée qu'il est présent en faible quantité.
Les conditions de culture (climat, humidité), de récolte et de stockage sont
déterminantes pour la qualité aromatique d'un végétal. C'est pourquoi il est im portant de bien connaître tous ces paramètres pour comparer des lots d'une même variété de riz et conclure quant à son origine.
établit le spectre des variétés de riz par trans m ittance dans le proche infra rouge sur des é c h a n t i l l o n s de 2 0 0 g r a m m e s — p ris ensemble ou sur une vingtaine de grains pris in d iv id u e lle m e n t (OSBORNE et al., 1993). Des résultats encourageants ont été obtenus. L'avantage de cette méthode est d'analyser des grains entiers crus, donc elle est facile à utiliser pour l'a uthentification des lots com m e rc ia u x adultérés, mais ne p eut pas être a p p liq u é e p o u r d iffé re n c ie r les riz aro m a tiques des non aromatiques.
Déterminisme
génétique de l'arôme
des riz
L'arôme du riz est un caractère héréditaire. Sa nature m o n o ou o lig o g é n iq u e n'est pas e n c o r e b ie n d é f i n i e : c e r t a i n s a u te u rs c o n c l u e n t à un c a r a c t è r e m o n o g é n iq u e (H O FF , 1 9 8 6 ; ALI e t al., 1 9 93 ), d'a utres c o n c l u e n t à un c a r a c t è r e o li g o g é n i q u e (NAGARAJU et al., 1975).
riz parfumés
Les résultats des travaux aromatiques (analy se aromatique des lignées issues du croise ment IR 64 x Azucena) effectués par PETROV et al. (1996) ont été exploités par l'équipe de généticiens du CIRAD (laboratoire BIOTROP) afin de définir une relation p h é n o ty p e / géno type pour le caractère aromatique.
L'étude est fo ndée sur la c o m b in a is o n de deux types de résultats (figure 4) :
- l 'a n a l y s e a r o m a t i q u e de lig n é e s d ' h a p l o ï d e s d o u b l é s ( H D ) o b t e n u s p a r c u l t u r e d 'a n t h è r e s de la FI issue du croisement IR-64 par Azucena. Un dosage des n e u f c o m p o s é s d i s c r i m i n a n t s a été effectué sur 90 lignées H D ;
- l ' o b t e n t i o n d 'u n e c a rte de m a r q u e u rs m o l é c u l a i r e s à p a r t i r de c e t t e m ê m e p o p u la tio n H D é la bo ré e à l'in t e r n a tio n a l Rice research Institut (IRRI).
Des logiciels de cartographie o nt permis de co m b in e r ces deux groupes d'inform a tion s a f i n de d é c e l e r l 'e x i s t e n c e d ' u n g è n e in te rv e n a n t dans l'e x p re s s io n de l'a rô m e chez le riz. Un important Quantitative Trait L o c i ( Q T L ) a a in s i é té l o c a l i s é sur le chromosome 8 du génome en liaison avec
les résultats quantitatifs obtenus pour la 2 acétyl-1 p y rro lin e . Ce résultat c o n fir m e et c o m p l è t e c e l u i de A H N e t a l. (1 9 9 2 ) , c o m m e il atteste du rôle m ajeu r de la 2- acétyl-1-pyrroline dans la caractérisation de l'arôme d'u n riz parfumé. Un groupe de trois marqueurs moléculaires très étroitement liés à ce gène a été d é fin i par une é q u ip e de l'O R S T O M (Institut français de recherche s c i e n t i f i q u e p o u r le d é v e l o p p e m e n t en coopération, LORIEUX et al., 1996), ce qui c o n s t i t u e un i m p o r t a n t o u t i l d ' a i d e à la s é le c t i o n lo r s des p r o g r a m m e s d 'a m é lio ra tio n variétale. Une sélection par backcross successifs assistée par marqueurs m o lé c u la ire s est en effet e n v is ag ea ble et r e p r é s e n t e r a i t un g a in de te m p s et de matériel non négligeable.
O utre cet outil d'a id e à la sélection, le mar q u a g e m o l é c u l a i r e p e r m e t é g a le m e n t la détection de grains de riz non aromatiques dans des lots de riz parfumés.
Perspectives
O n veut obtenir un moyen rapide de détecter e t de q u a n t i f i e r l ' a d u l t é r a t i o n d ' u n lo t commercial de riz aromatique par un riz qui ne l'est pas.
Authentification des lots
La priorité d o it être donnée à des méthodes simples et rapides, à des prix suffisamment attractifs pour les opérateurs économ iques, répondant aux préoccupations suivantes : - identifier un riz basmati en le distinguant c la ire m e n t d 'u n riz thaï ou d 'u n autre riz aromatique ;
- déterm iner le taux d'a du ltératio n d 'u n lot c o m m e rc ia l de riz parfum é par du riz non a ro m a tiq u e , d 'a s p e c t et d 'o r ig in e g éo gra phique similaires.
Pour répondre à ces objectifs, les recherches futures c oncerneront p rinc ip alem e nt l'a m é lioration de la répétabilité et de la précision des mesures, qui permettra de travailler sur plus de composés et donc peut-être d'affiner la d is c r im in a tio n entre variétés de riz. En effet, si le dosage de la 2-acétyl-1 -pyrroline suffit pour différencier les qualités de deux riz a r o m a t i q u e s , la d i s t i n c t i o n e n t r e des r iz de q u a l i t é s a r o m a t i q u e s p r o c h e s nécessite le dosage d 'a u tre s com posés. A Figure 4. Schéma de sélection des riz. Plan expérimental pour étudier le cette fin, il semble nécessaire de parvenir à déterminisme génétique de l'arôme (PETROV, 1995). e xtra ire des qua ntité s plus im p orta ntes de
Déterminisme génétique de l'arôme irriguee rfumé lapomca A z u c e n a culture pluviale parfumé C ro is e m e n t A n a ly s e d e la fra c tio n v o la tile Définition de composés discriminants
I
FII
C u ltu re d 'a n th è r e sI
HD R echerche d 'u n p o ly m o rp h is m e Définition de marqueurs RFLPchacun des composés en m inimisant notam m e n t les pertes par les vapeurs d 'e a u non récupérées. Il faudrait pour cela développer la t e c h n i q u e a c tu e lle dans le sens d 'u n e cuisson-extraction simultanées.
L 'id é a l serait d 'o b t e n i r des p ro fils a ro m a tiques types pour chacune des variétés de riz commercialisées.
Il fa u t ra p p e le r q u e les m a rq u e u rs m o l é culaires du gène arôme peuvent être utilisés co m m e détecteurs d'a du ltératio n de lots de riz parfum és par des riz non a ro m atiques. C'est une voie de recherche à exploiter.
Amélioration de la qualité
aromatique des riz cultivés
en Camargue
Il sera nécessaire d'adapter nos résultats aux exigences des programmes de sélection mis en place en Camargue. En effet, les croise ments effectués devront être judicie usement choisis en fo n c tio n des sous-espèces i m p li quées (indica, japónica) et des qualités agro nomiques ou culinaires requises. Il faut donc vérifier que le gène identifié dans la variété A z u c e n a se r e tr o u v e b ie n d an s d 'a u tr e s variétés parfumées.
Des essais de c r o is e m e n ts s o n t en c o u rs à l 'O R S T O M a fin de te ste r la q u a l i t é du transfert de gène arôme via l'u tilis a tion des m a r q u e u rs m o lé c u la ir e s . En effe t, il fa u t m ainten an t v é rifier si la présence du gène, l o c a l i s é sur le c h r o m o s o m e 8, s u f f i t à l'expression du gène aromatique du riz.
B ib lio g ra p h ie
BUTTERY R.G., JULIANO O .B., LING L.C.,1983b. Id e n tific a tio n o f ric e aro m a c o m p o u n d 2 -a c e ty l-1 - pyrroline in pandan leaves. Chem. Ind. London, p. 478.
BUTTERY R.G, T U R N B A U G H J.G., L IN G L.C., 1988. Contributions o f volatiles to rice aroma. ). Agrie. Food Chem. 36 :1 006-1 009.
DE KIMPE N .G ., STEVENS C .V., KEPPENS M .A ., 1993. Synthesis o f 2 -a c e tyl-1 -p y rro lin e , the p rincip a l rice flavor component. J. Agrie. Food Chem. 41 : 1 458-1 46458-1.
HOFF B.J., 1986. Inheritance o f scent in american long grain rice. Crop Sci. 26 : 876-878.
GODEFROOT M „ SANDRA P., VERZELE J., 1981. N e w m e th o d fo r q u a n tita tiv e essential o il analysis. J. Chrom. 203 : 325-335.
L IN C .F ., HSIEH T .C .Y ., H O FF B.J., 1 9 9 0 . Identification and quantification of the « pop-corn » -like aroma in Louisiana aromatic Della rice (Oryza sativa L.). J. Food Sci. 55 (5) : 1 466-1 469.
L O R IE U X M ., PETRO V M ., H U A N G N ., G U ID E R D O N I E., GHESQUIERE A., 1996. A ro m a in rice : genetic analysis o f a quantitative trait. Theor. Appl. Genet., sous presse.
NAGARAJU M. D., CH A U D H AR Y D., RAO M.J.B., 1975. A sim ple technique to identify scent in rice and inheritance pattern of scent. Curr. Sci. 44 : 599.
OSBORNE B.G., MERTENS B., T H O M P S O N M., FEARN T., 1993. The a u th e n tifica tio n o f Basmati rice usin g n ear in fra re d s p e c tro s c o p y . J. N e a r In fra re d Spectroscopy 1 : 77-83.
PETRO V M ., D A N Z A R T M ., G IA M P A O L I P., FAURE J., RICHARD H., 1996. Rice arom a analysis: d isc rim in a tio n betwen scented and non-scented rice. Science des aliments, 16 (4) sous presse.
PETROV M ., 1995. Caractérisation de la fraction v o la t ile d 'u n r iz p a rfu m é . Etude du d é te rm in is m e génétique du caractère aromatique. Thèse de doctorat, université Paris 11, Orsay, France, 106 p.
REINKE R.F, WELSH L.A., REECE J.E., LEWIN L.G., BLAKENEY A.B., 1991. Procedure for quality selection of aromatic rice varieties. IRRN 16 (5) : 10-11.
T A N C H O K IT U L U ., HSIEH T .C .Y ., 1 9 9 1 . An im proved method for the q u a ntifica tio n o f 2-acetyl-1- pyrroline, a « popcorn »-like aroma, in aromatic rice by h ig h -re s o lu tio n gas c h ro m a to g ra p h y /m a s s s p e c tro m etry/selected ion m o n ito rin g . J. A grie. Food Chem. 39 : 944-947.
Y A J IM A I., Y A N A I T ., N A K A M U R A M ., SAKAKIBARA H., HAY AS H I K. 1979. V o la tile fla v o r components of cooked Kaorimai (scented rice, O. sativa
japónica). Agrie. Biol. Chem. 43 : 2 425-2 429.
A H N S. N., BOLLICH C.N., TANKSLEY S. D., 1992. RFLP tagging o f a gene for aroma in rice. Theor. Appl. Genet. 84 : 825-828.
ALI S.S., JAFRI S. J., KHAN M. G., BUTT M. A., 1993. Inheritance studies for aroma in tw o aromatic varieties of Pakistan. IRRN 18 (2) : 6.
BUTTERY R.G., LING L.C., JULIANO B.O., 1982. 2-acetyl-1-pyrroline : an im portant aroma component of cooked rice. Chem. Ind. London, 958 p.
BUTTERY R .G ., L IN G L .C ., J U L IA N O B .O ., T U R N B A U G H J.G., 1983a. C o o ke d rice aro m a and 2-acetyl-1-pyrroline. J. Agrie. Food Chem. 31 : 823-826.
riz parfumés
Résumé... Abstract... Resumen
M. PETROV, J. FAURE — Le parfum des riz : comment reconnaître et caractériser les arômes des riz ?
Le marché européen des riz aromatiques se développe à grande vitesse et la concurrence entre les diverses origines est importante. Il devient indispensable de contrôler la qu alité et l'a u th e n tic ité des lots de riz im po rtés. La caractérisation de l'arôm e des riz a déjà fait l'objet de n om breux t ra v a u x ces quinze dernières années et le résultat m a je u r concerne la m olécule de 2 - a c é t y l - l- p y rr o lin e qu i c a ra c té ris e q u a n t i t a t i v e m e n t et olfactivement l'arôm e des riz parfumés en général. Les procédés d'extraction et d'analyse chromatographique sont sans cesse a m é lio ré s a fin d 'o b te n ir des profils aromatiques et des résultats quantitatifs qui soient les plus repétables possible afin d'envisager de différencier des riz à p a rtir de leur q u a lité a r o m a t iq u e . Des m é th ode s indirectes de différenciation entre riz aromatiques et non aromatiques sont actuellement utilisées : mesure de la viscosité des farines, mesure de la taille et de la forme des grains de riz et analyse de spectres dans le proche infra rouge. Ces méthodes restent toutefois imprécises. Le but des recherches actuellement engagées est la mise au point de procédures analytiques permettant l'authentification des lots de riz c o m m e rc ia lis é s . S im u lt a n é m e n t , la définition génétique de l'arôme est à l'étude pour utiliser la technique du marquage moléculaire dans la détection précoce de lignées parfumées dans les programmes de sélection variétale.
M o ts-clés : riz , b a s m a ti, t h a ï, a r ô m e , e x t r a c t io n , identification, génétique, 2-acétyl-l-pyrroline.
M. PETROV, J. FAURE — Scented rice: how can rice aroma be recognized and characterized? Th e E u ro p e a n m a r k e t in a r o m a tic rice is r a p id ly expanding and there is considerable competition between the various sources. Control of the quality and authenticity of imported rice is becoming essential. Characterization of rice aroma has already been much studied these last 15 ye a rs and the m ajo r outcom e of this w o rk has been identification of 2-acetyl- 1-pirroline as the molecule that g e nerally determ ines arom atic strength and olfactive quality in scented rice. The processes of extraction and chromatographic analysis are constantly being improved to o b ta in a r o m a tic p r o file s a n d q u a n tif ic a t io n as reproducible as possible with a view to differentiating rices by t h e ir a r o m a . At p re s e n t, in d ir e c t m e th o d s o f differentiating between aromatic and nonaromatic rices are used: measurement of flour viscosity, measurement of grain size and shape, and near infrared spectroscopic analysis. How ever, these m ethods re m a in im precise. Current research aims to develop analytical techniques enabling authentication of batches of m arketed rice. At the same time, the genetic basis of the arom a is being studied with a view to using molecular m arker techniques f o r e a r ly d e te c tio n o f s cen ted lin e s in b re e d in g programmes.
Ke yw ords: rice, B a s m a ti, Th a i, a r o m a , e x tr a c tio n , identification, genetics, 2-acetyl-1-pyrroline.
M. PETROV, J. FAURE — El perfume del arroz:¿cómo reconocer y caracterizar los aromas del arroz?
El m ercado e uropeo de los diferentes tipos de arroz arom ático se está desarrollando a gran velocidad y la competencia entre los diversos orígenes es m uy grande, s ie n d o así in d is p e n s a b le c o n tr o la r la c a lid a d y a u t e n t ic id a d de los lotes de a r r o z im p o rta d o s . La caracterización del aroma del arroz ya ha sido estudiada en numerosos trabajos en los últimos quince años y el principal resultado concierne la molécula de 2 -a c e til-l- pirrolina que caracteriza cuantitativa y olfativamente el a r o m a d e l a r r o z p e r f u m a d o en g e n e r a l. Los procedimientos de extracción y análisis cromatográfico se mejoran sin cesar con el fin de obtener perfiles aromáticos y resultados cuantitativos que sean lo más repetibles posible para poder diferenciar los tipos de arroz a partir de su calidad aromática. Actualmente, se utilizan métodos indirectos de diferenciación entre un arroz aromático y uno no a ro m á tic o : m edición de la viscosidad de las harinas, medición del tamaño y la forma de los granos de arroz y análisis de espectros en el infrarrojo cercano. Sin embargo, estos métodos son imprecisos. El objetivo de las investigaciones que se están realizando es poner a punto procedimientos analíticos que perm itan autentificar los lotes de arroz comercializados. Simultáneamente, se está estudiando la definición genética del aroma para utilizar la técnica del mercado molecular en la detección precoz de cepas perfumadas en los programas de selección varietal. Palabras clave: arroz, basmati, thai, aroma, extracción, identificación, genética, 2-acetyl-l -pirrolina.
