Optimisation du broyage des mangues séchées (manguifera indica var Kent)

150 Pages·2007·1.88 MB·French

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INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE LORRAINE
Ecole Nationale Supérieure d’Agronomie et des Industries Alimentaires
Laboratoire de Science et Génie Alimentaires
UNIVERSITE DE NGAOUNDERE
Ecole Nationale Supérieure des Sciences Agro - Industrielles
Laboratoire de Biophysique, de Biochimie Alimentaire et Nutrition

THESE
Présentée devant l’institut National Polytechnique de Lorraine
Pour obtenir le grade de
Docteur de L’INPL et Docteur PhD de l’Université de Ngaoundéré
Spécialité : Procédés Biotechnologiques et Alimentaires
Par
Elie Baudelaire DJANTOU NJANTOU

Optimisation du broyage des mangues séchées (Manguifera indica var
Kent) : Influence sur les propriétés physicochimiques et fonctionnelles des
poudres obtenues

Thèse soutenue à l’INPL le 23 novembre 2006.

Président
Michel Parmentier Professeur, LSGA, ENSAIA-INPL de Nancy
Rapporteurs
Jean Luc Ilari Professeur, ENITIA de Nantes
Joseph Ngalani Directeur de recherche, IRAD de Yaoundé
Examinateurs
Carl Moses Mbofung Professeur, Directeur ENSAI de Ngaoundéré (Directeur de thèse)
Paul Henry Amvam Zollo Professeur, Recteur Université de Ngaoundéré
Joël Scher Professeur, LSGA, ENSAIA-INPL de Nancy (Directeur de thèse)

Remerciements
Cette Thèse a été élaborée dans le Laboratoire de Science et de Génie Alimentaires
(LSGA) de l’ENSAIA-INPL de Nancy et dans l’unité de formation doctorale et de spécialisation
en Sciences Alimentaires et Nutrition de l’Ecole Nationale Supérieure des Sciences Agro-
industrielles de l’Université de Ngaoundéré.
J’exprime mes sincères remerciements au LSGA de Nancy, au Laboratoire de
Biophysique, de Biochimie Alimentaire et Nutrition (LBBAN) de l’ENSAI (Ecole Nationale
Supérieure des Sciences Agro-Industrielles)/Université de Ngaoundéré et au Laboratoire de
Technologie Alimentaire de l’IRAD (Institut de Recherche Agricole pour le Développement) de
Garoua au Cameroun pour les moyens logistiques mis à ma disposition pour la réalisation de ce
travail.
Que Monsieur Carl Mbofung M. F, Professeur à l’Ecole Nationale Supérieure des
Sciences Agro-industrielles (ENSAI) de l’Université de Ngaoundéré et Monsieur Joël Scher,
Professeur à l’ENSAIA-INPL qui malgré leurs multiples occupations, n’ont ménagé aucun effort
pour la direction de ce travail, trouvent ici l’expression de toute ma gratitude.
Je remercie tous ceux qui ont contribué à ce travail en m’aidant à réaliser, ou en
réalisant pour moi certaines opérations : Monsieur Frédéric Villiera pour les analyses effectuées
au LEM, Monsieur Alain Coller pour les analyses effectuées à la faculté de Sciences, Madame
Marie Noëlle Pons pour les analyses effectuées à L’ENSIC, le Docteur Anselme Kameni Maître
de Recherches à l’IRAD, qui m’a ouvert son laboratoire pour la préparation des échantillons.
J’exprime mes sincères remerciements à Monsieur Njintang Yanou Nicolas, Chargé de
Cours à l’Université de Ngaoundéré, pour l’aide et les conseils précieux dont il m’a gratifié tout
au long de ce travail.
Je tiens à témoigner ma reconnaissance à tout le personnel, les chercheurs et les
doctorants du LSGA pour leur convivialité qui aura fait du laboratoire un cadre propice à
l’activité de recherche. J’associe à ces remerciements, tous mes camarades du LBBAN de
Ngaoundéré.
Ma reconnaissance et ma profonde gratitude vont spécialement à Mesdames Angèle
Colas, Anne Laplace-chasard, et Jean Pierre Jacquot pour leur disponibilité.
i
J’exprime ma gratitude à tous les membres du corps enseignant de l’ENSAI de
Ngaoundéré pour leur dévouement lors de notre formation, leurs conseils et suggestions.
Toute ma gratitude à Virginie Kapchié, Ngansop Lili, Aboubakar Danjouma, Carine
Tchankou, Aboubakar Aboubakar, Laurette Mézajou, Giscar Kapso, Bougen désiré, Dr Woméni
Hilaire pour l’ambiance amicale durant notre séjour académique à Nancy.
Mes sincères remerciements vont également à Monsieur Kamgang Jules, Beri Anounké
ainsi qu’à tous mes frères et soeurs (Philomène N. Njantou, Adeline T Njantou, Brigitte Flore D
Njantou, Camille J Njantou, Anatole Njantou, Benjamin Njantou), sans oublier Adélaïde
Laurence Nouémo pour le soutien qu’ils m’ont accordé pendant la réalisation de ce travail.
Mes remerciements vont spécialement aux gouvernements camerounais et français, pour
le financement de ce travail.
Ce travail est spécialement dédié à mon défunt frère Guy bienvenu Djantou et mes
défunts parents Elie et Julienne Djantou.
Tous mes remerciements à tous ceux qui de près ou de loin auront contribué à la
réalisation de ce travail.
Par-dessus tous, mon entière gratitude à Jésus, le Dieu tout puissant et mon Divin
appuis.
ii
Sommaire

Remerciements..................................................................................................................................i
Sommaire.......................................................................................................................................iii
Liste des figures.............................................................................................................................vii
Liste des tableaux............................................................................................................................ix
Nomenclature.................................................................................................................................xii

Introduction....................................................................................................................................1

I. Revue bibliographique...............................................................................................................6
I.1 La mangue...................................................................................................................................7
I.1.1 Généralités........................................................................................................................7
I.1.2 Description botanique.......................................................................................................8
I.1.3 Production et marché.......................................................................................................10
I.1.4 Composition biochimique et valeur nutritive..................................................................12
I.1.5 Conservation...................................................................................................................13
I.1.5.1 Traitements chimiques..........................................................................................13
I.1.5.2 Blanchiment........................................................................................................144
I.1.5.3 La réfrigération et la congélation.........................................................................14
I.1.5.3 Déshydratation osmotique....................................................................................14
I.2 Transformation de la mangue..................................................................................................15
I.2.1 Les jus.............................................................................................................................16
I.2.2 Les cocktails....................................................................................................................16
I.2.3 Les nectars.......................................................................................................................16
I.2.4 Les confitures..................................................................................................................17
I.2.5 Les mangues séchées.......................................................................................................17
I.3 La mangue dans la lutte contre l’avitaminose A.......................................................................17
I.4 Le broyage comme procédé d'obtention de poudre..................................................................19
I.4.1 Théorie de broyage et modélisation................................................................................19
I.5 Généralités sur les poudres alimentaires...................................................................................21
I.5.1 Altérations physicochimiques au cours de la préparation...............................................21
I.5.1.1 Modifications biochimiques..................................................................................21
I.5.1.2 Modifications physicochimiques...........................................................................22
I.5.2 Caractéristiques physicochimiques des poudres.............................................................23
I.5.2.1 Granulométrie et morphologie..............................................................................23
I.5.2.2 Propriétés rhéologiques........................................................................................24
iii
I.5.3 Propriétés d’hydratation..................................................................................................25

II. Matériel et méthodes...............................................................................................................27

II.1 Echantillonnage.......................................................................................................................28
II.2 Etude du broyage.....................................................................................................................29
II.2.1 Caractéristiques de broyage...........................................................................................30
II.2.2 Détermination de l’aptitude au broyage par modélisation.............................................31
II.2.2.1 Bases théoriques du modèle................................................................................31
II.2.3 Etude des modifications physicochimiques lors du séchage des granules....................34
II.3 Détermination des caractéristiques physicochimiques des mangues................................34
II.3.1 Composition biochimique..............................................................................................34
II.3.1.1 Teneur en eau...................................................................................................34
II.3.1.2 Teneur en protéines..........................................................................................35
II.3.1.3 Teneur en lipides..............................................................................................35
II.3.1.4 Teneur en sucres totaux et en sucres réducteurs..............................................35
II.3.1.5 Teneur en amidon.............................................................................................36
II.3.1.6 Teneur en amidons endommagés......................................................................37
II.3.1.7 Teneur en pectines............................................................................................37
II.3.1.8 Teneur en cendres.............................................................................................37
II.3.1.9 Teneur en β carotène.........................................................................................38
II.3.1.11 Teneur en vitamine C......................................................................................38
II.3.1.12 Teneur en Sodium, magnésium, potassium et calcium...................................39
II.3.1.13 Pourcentage de pertes.....................................................................................39
II.3.2 Modifications physicochimiques lors du séchage de granules de mangue...................39
II.3.2.1 Infra rouge à transformé de Fourier (IFTR)....................................................39
II.3.2.2 Diffraction des rayons X (DRX).......................................................................40
II.3.2.3 Microscopie électronique à balayage (MEB)...................................................40
II.3.2.4 Analyses thermiques différentielles (ATD).......................................................40
II.3.3 Propriétés physiques.....................................................................................................41
II.3.3.1 Répartition granulométrique des poudres.........................................................41
II.3.3.2 Morphologie des poudres..................................................................................41
II.3.3.3 Couleur des poudres..........................................................................................41
II.3.3.4 Activité de l’eau des poudres............................................................................42
iv
II.3.3.5 Isotherme d’adsorption de vapeur d’eau des poudres.......................................42
II.3.4 Propriétés de réhydratation des poudres........................................................................43
II.3.4.1 Obtention des cinétiques de réhydratation par Ascension capillaire................43
II.3.4.2 Obtention des cinétiques de réhydratation par granulométrie LASER...........43
II.3.4.3 Obtention des cinétiques de réhydratation avec un réacteur instrumenté.......43
II.3.4.4 Obtention des cinétiques de réhydratation avec un rhéomètre équipé d’un
système ‘’vanne’’....................................................................................................................44

III. Résultats et discussion...........................................................................................................45

III.1 Caractérisation biochimique des échantillons........................................................................46

III.2 Etude du broyage des mangues séchées.................................................................................48
III.2.1 Caractérisation de l’aptitude au broyage des mangues.................................................48
III.2.1.1 Influence des prétraitements sur le temps d’encrassement...............................50
III.2.2 Cinétique de broyage....................................................................................................53
III.2.2.1 Modèle cinétique de broyage des mangues......................................................54
III.2.2.2 Corrélation entre le modèle proposé et les modèles énergétiques de broyage.57
III.2.3 Conclusion partielle.....................................................................................................58

III.3 Etude du broyage des granules de mangue séchée.................................................................60
III.3.1 Caractérisation de l’aptitude au broyage des granules séchés....................................60
III.3.2 Cinétique de broyage des granules de mangue séchée...............................................62
III.3.4 Influence de la composition biochimique sur l’aptitude au broyage.........................69
III.3.5 Conclusion partielle....................................................................................................70

III.4 Etude des modifications physicochimiques lors du séchage des granules......................71
III.4.1 Cinétique de séchage des mangues.............................................................................71
III.4.2 Evolution des caractéristiques de broyage des granules.............................................72
III.4.3 Modifications physicochimiques................................................................................73
III.4.3.1 Oxydation des constituants biochimiques......................................................73
III.4.3.2 Modifications structurales..............................................................................74
III.4.3.3 Modifications microstructurales....................................................................76
III.4.3.4 Modifications thermodynamiques..................................................................77
v