Soutenance de Thèse d'Abdoulaye TAMBA

Le 21 Décembre 2020 à l'Université Cheikh Anta Diop de Dakar

Jury

Directeur de thèse : Mady CISSE - ESP Dakar

Comité de Thèse

DIOP Codou Mar - UAM - Présidente
ASSIDIO Emanuel - INPHB - Rapporteur
NDIAYE Bara - FMPO/UCAD - Rapporteur
SECK Matar - FMPO/UCAD - Examinateur
MBENGUE Malick - ESP/UCAD - Examinateur
DORNIER Manuel - SupAgro - Examinateur

Résumé

Le figuier de barbarie (Opuntia sp.), originaire du Mexique, est une cactacée présente dans les zones semi-désertiques à l’état sauvage ou cultivée. Au Sénégal, il a été introduit au 19ème siècle, Opuntia dillenii, encore appelé « gargambôçé » et est principalement utilisé dans la médecine traditionnelle et pour la clôture des champs. L’étude ethnobotanique de la plante et la caractérisation physico-chimique et biochimique du jus du fruit nous ont tout d’abord permis d’appréhender les différentes utilisations de la plante et ensuite d’évaluer le potentiel du fruit. Ainsi, le jus de figue de barbarie est acide (pH moyen 3,24), contient entre 0,75 et 1,12 g.kg-1 de bétalaïnes (bétanine, isobétanine, néobétanine) et entre 1,27 à 2,41 g.kg-1 d’acide ascorbique. L’acide citrique est l’acide organique majoritaire avec une teneur variant de 17,3 à 22,2 g.kg-1. De par ces caractéristiques, ce fruit constitue une excellente source de bétalaïnes. Nous nous sommes ensuite focalisés sur l’étude de la stabilité des bétalaïnes présentes dans le jus de figue de barbarie lors des traitements thermiques et durant le stockage. Durant le traitement thermique de même que lors du stockage des extraits, les bétalaïnes se dégradent suivant une cinétique de réaction d’ordre 1. Les paramètres cinétiques ont été calculés selon trois modèles : Arrhenius, Eyring et Ball. Les valeurs des paramètres sont : Ea=63,05 kJ.mol-1, k∞ de 11,43 s-1(r2=99,7%), ΔH*=60,24 kJ/mol, ΔS*=-159 J.mol-1.K1 (r2=99,7 %), D =11,31.106 s et z=34,46 °C, (r2= 97,25 %) correspondant à la dégradation thermique des bétalaïnes. Concernant le stockage du jus, les paramètres suivants ont été déterminés : Ea=28,9 à 53,5 kJ/mol, k∞ 0,0112 à 149 s-1(r2=87,37 et 96,71 %), ΔH* de 26,45 à 51,09 kJ/mol, ΔS*de -290 à-211 J.mol-1.K-1  (r2= 86,6 à 98,5%), D =68.106 à 250.106 s et z=56,88 à 31,29 °C, (r2= 98,1 à 99,9%). La dégradation thermique des bétalaïnes s’accélère dès que la température de traitement dépasse 70°C. Une éco-extraction des bétalaïnes a été étudiée pour concentrer et purifier les bétalaïnes présentes dans l’extrait de figue de barbarie. Les essais de microfiltration et de nanofiltration ont montré qu’il est possible de concentrer, de purifier et de fractionner les bétalaïnes de l’extrait, avec des flux intéressants sur le plan industriel. Les études expérimentales d’optimisation de la fermentation réalisées à partir d’une souche de Saccharomyces cerevisiae ont permis de réduire de 57% les sucres (glucose, fructose) de l’extrait tout en conservant l’ensemble des bétalaïnes. Pour une validation finale et une meilleure évaluation du processus d'un point de vue économique, d'autres essais devraient être effectués à une plus grande échelle de production.

Mots clés

Opuntia dillenii, bétalaïnes, stabilité, éco-extraction, purification