Étude des procédés de transformation de poivres sauvages d’îles de l’océan indien : impact sur la qualité (piquant, arôme et couleur)

par Mathieu Weil

Thèse de doctorat en Génie des procédés

Sous la direction de Philippe Bohuon.

Soutenue le 07-02-2018

à Montpellier, SupAgro , dans le cadre de GAIA - Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau , en partenariat avec Qualisud (Montpellier) (laboratoire) .

Le président du jury était Chantal Menut.

Le jury était composé de Philippe Bohuon, Chantal Menut, Tiphaine Lucas, Pierre Giampaoli, Renaud Boulanger, Alain Shum Cheong Sing.

Les rapporteurs étaient Tiphaine Lucas, Pierre Giampaoli.


  • Résumé

    L’objectif de cette thèse était d’acquérir des connaissances nouvelles sur les caractéristiques des poivres sauvages malgaches (Tsiperifery) et réunionnais (Piper borbonense) et d’étudier l’impact des procédés de transformation sur leur qualité, évaluée à travers le piquant, l’arôme et la couleur. L’enjeu étant, grâce aux résultats obtenus, de pouvoir proposer un ou plusieurs procédés de transformation revisités permettant de valoriser la qualité de ces poivres. Ce travail de thèse a consisté dans un premier temps à étudier les procédés traditionnels de transformation du poivre sauvage mis en œuvre à Madagascar. Deux procédés de transformation distincts ont été identifiés: une « voie sèche » consistant en un simple séchage et une « voie humide » incluant blanchiment et étuvage avant séchage. Ensuite, des expérimentations ont été menées en conditions maîtrisées à la Réunion sur du poivre Piper borbonense. Ainsi, la morphologie, l’anatomie et la composition biochimique du poivre sauvage réunionnais ont été caractérisées. Enfin, dans la mesure où c’est la couleur, rouge, du poivre sauvage, qui est la plus affectée, les mécanismes impliqués dans l’altération de la couleur ont été analysés. Le Piper borbonense de la Réunion se distingue du Piper nigrum par sa très faible teneur en pipérine (0,2 % bs), sa forte teneur en huile essentielle (9,8 % bs), la présence d’un pédicelle solidaire du grain ainsi que par sa forme ovoïde. Il se différentie aussi des poivres sauvages malgaches, notamment par sa teneur en pipérine deux fois plus faible. Les composés d’arômes principaux mesurés sont le limonène, l’α-phellandrène et l’asaricin qui représentent à eux trois 50 % du total de l’huile essentielle. C’est à pleine maturité, lorsque le Piper borbonense est de couleur rouge vif, qu’il est préférable de le récolter pour maximiser le rendement massique. Le blanchiment, l’étuvage et le séchage ont peu d’impact sur le piquant et l’arôme mais dégradent significativement la couleur du poivre. Les oxydations chimiques des polyphénols qui semblent prépondérantes dans le brunissement du poivre s’avèrent délicates à contrôler. Le blanchiment présente de nombreux avantages : il nettoie et décontamine le poivre, augmente la vitesse du séchage et limite le brunissement enzymatique. L’étuvage est à bannir car il dégrade la couleur et augmente les risques microbiens. Le séchage par entrainement bien qu’il impacte négativement la couleur reste indispensable pour stabiliser le poivre. Plutôt qu’un procédé universel, une « voie sèche » (séchage direct) et une « voie humide » (intégrant blanchiment et séchage) sont proposées. Le choix d’en appliquer l’une ou l’autre est à raisonner par rapport à la qualité de la matière première d’une part et en fonction du contexte, c’est-à-dire selon des critères économiques, environnementaux voire même sociaux d’autre part.

  • Titre traduit

    Study of transformation processes of wild peppers from Indian Ocean Islands : impacts on quality


  • Résumé

    The objective of this thesis work was to acquire new knowledge on the characteristics of Malagasy (Tsiperifey) and Réunion (Piper borbonense) wild peppers. The impact of transformation processes on their quality was evaluated by measuring pungency, aroma and color. The challenge was to propose, according to the data obtained, one or more revisited transformation processes to valorize the quality of the peppers. This PhD work initially consisted of studying the traditional transformation processes of the wild peppers implemented in Madagascar. Two distinct transformation processes have been identified: a "dry process" consisting of simple drying step and a "wet process" including blanching and steaming steps before drying. Then, experiments were carried out under controlled conditions in Reunion Island on Piper borbonense. Thus, the morphology, anatomy and biochemical composition of Reunion wild pepper were characterized. Finally, since the red color of wild pepper appear to be the most affected by the process, the mechanisms involved in color alteration were investigated. The Piper borbonense of Réunion Island can be distinguished from Piper nigrum according to its very low content of piperine (0.2% bs), its high content of essential oil (9.8% bs), the presence of a pedicel and only its ovoid shape. Piper borbonense can also be differentiated from Malagasy wild peppers, notably by its lower piperine content. The main volatile compounds found are limonene, α-phellandrene and asaricin, which together account for 50% of the total essential oil composition. Piper borbonense should be harvested at full maturity stage, bright red-colored, as this allows optimum mass yield. Blanching, sweating and drying steps have little impact on pungency and aroma but significantly degrade the color of the pepper. The chemical oxidation of polyphenols, which seems to be preponderant in the browning of the pepper, is difficult to control. Blanching has many advantages: it helps cleaning and decontaminating pepper, reduces drying time and limits enzymatic browning. The sweating step has to be banned because it degrades the color and increases the microbial risk. Drying, although negatively impacting the color, is essential to stabilize the pepper. As opposed to a universal process, a "dry way" (direct drying) and a "wet way" (integrating blanching and drying) are proposed. The choice to apply one or the other could be made according to the quality of the raw material on the one hand and to the context of production (economic, environmental and even social criteria) on the other hand.


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