Voies de valorisation de la graine de jícaro (Crescentia alata) pour la sécurité alimentaire des zones tropicales sèches de l’Amérique centrale

Ways of valorization of seed jícaro (Crescentia alata) for food security in dry tropical areas of Central America

• Auteur / Autrice : Carla Corrales
• Direction : Fabrice Vaillant-Barka
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences des aliments et nutrition
• Date : Soutenance le 07/04/2017
• Etablissement(s) : Montpellier, SupAgro
• Ecole(s) doctorale(s) : GAIA (Montpellier ; École Doctorale ; 2015-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Qualisud (Montpellier)
• Jury : Président / Présidente : Sylvie Marchesseau
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Geneviève Fliedel
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Daniel Tomé, Pierre Giampaoli

Mots clés

Mots clés libres

Graine Jicaro

Lait végétal

Nutrition

Aromes

Torrefaction

Jicaro seeds

Vegetable milk

Nutrition

Aromes

Roasting

Résumé

Le calebassier (Crescentia alata) ou jicaro, est un arbre très important dans les systèmes agropastoraux des régions tropicales sèches d'Amérique. Ses fruits contiennent de nombreuses graines consommées traditionnellement, mais malgré son importance, peu d’informations existent sur ses propriétés nutritionnelles et son potentiel industriel.Dans un premier temps les caractéristiques physico-chimiques des graines, des cotylédons ainsi que des coques ont été analysées. Le cotylédon résulte contenir en moyenne 43% de protéines et 38 % de lipide (b.s.), ce qui est comparable à la plupart des graines d’oléagineux. La graine ne contient pas d’inhibiteur de trypsine, peu de phytates et pratiquement aucun sucre non digestible. Une analyse protéomique a révélé que les protéines sont principalement de faible poids moléculaire (~10 kDa), plutôt de type albumine 2S contenant comme le soja jusqu’à 16 % d’acides aminées essentiels. Parmi les lipides, 77.6 % sont des acides gras insaturés, en particulier l'acide oléique.S’agissant d’une graine consommée traditionnellement après torréfaction, cette opération unitaire a été étudié. Pour la première fois a été identifié par chromatographie en phase gazeuse olfactométrie (GC-O) un composé d’arôme caractéristique de la graine, l’éthyl-2-méthyl-butyrate dont la teneur augmente au cours de la torréfaction. Néanmoins, d’autres composés d’arôme tels que les pyrazines et certains aldéhydes contribuent aussi aux notes aromatiques spécifiques et agréables qui se révèlent après torréfaction. Cette opération thermique induit des changements physiques et micro-structurales dont la coalescence des globules gras observés par microscopie à balayage et le gonflement (puffing) qui est à l´origine de l’ouverture de la coque. Ce dernier changement a été exploité pour le décorticage de la graine afin de libérer le cotylédon blanc. Cette opération a été optimisée en fonction de la couleur et le nombre de graines ouvertes avec un modelage cinétique, obtenant un taux d’ouverture de plus de 90% avec une perte de luminance de moins de 10%. Après la torréfaction, un traitement de ré-humidification a été effectué pour durcir le cotylédon et obtenir une meilleure efficacité de décorticage.Les cotylédons ainsi libérés peuvent utilisés pour la fabrication d’un lait végétal qui présente des caractéristiques physico-chimiques, sensorielles et nutritionnelles supérieures à de nombreux laits végétaux présents sur le marché. Une analyse préliminaire a montré que le lait contient plus de 6% de lipides et 4% de protéines et maintient le couleur blanc des cotylédons et l’arôme caractéristique du jicaro. Des études cliniques ont aussi révélé que le lait obtenu a un indice glycémique bas (11). Cela vient confirmer son potentiel comme alternative bon pour la santé, s’agissant d’un lait sans lactose, sans facteurs anti-nutritionnels et avec un indice glycémique bas.

The calabash tree (Crescentia alata) or jicaro is a very important tree in the agro-pastoral systems of the dry tropical regions of America. Its fruits contain many seeds that have traditionally been consumed. However, despite its importance, little information exists on its nutritional properties and its industrial potential.In the first part of this work, the physicochemical characteristics of seeds, cotyledons and coats were analyzed. The cotyledon contains in average 43% protein and 38% lipid (d.b.), which is comparable to most oleaginous seeds. The seed contains no trypsin inhibitors, few phytates and almost no indigestible sugar. A proteomic analysis revealed that proteins are predominantly of low molecular weight (~ 10 kDa) mainly of albumin type 2S, comprising as soybeans up to 16% of essential amino acids. Among lipids, 77.6% are unsaturated fatty acids, mainly oleic acid.As it is a seed traditionally consumed after roasting, this unit operation was studied. For the first time, a volatile compound characteristic of its aroma, and whose content increases as a result of roasting, the ethyl-2-methylbutyrate, has been identified by gas chromatography-olfactometry (GC-O). Yet, other aroma compounds such as pyrazines and certain aldehydes also contribute to the specific and pleasant aromatic notes which are found after roasting. This thermal operation induces physical and microstructural changes, including the coalescence of fat globules, which was observed by scanning microscopy, and puffing which is at the origin of the opening of the seed coat.This last change has been exploited for the dehulling of the seed in order to isolate the white cotyledon. This operation was optimized regarding the color and the number of opened seeds with a kinetic modeling, obtaining an opening rate of more than 90% with a loss of luminance of less than 10%. After roasting, a tempering treatment was carried out to harden the cotyledon and obtain better dehulling efficiency.The isolated cotyledons can be used for the manufacture of a vegetable milk which has physicochemical, sensory and nutritional characteristics superior to many vegetable milks present on the market. A preliminary analysis showed that the milk contains more than 6% lipids and 4% protein and maintains the white color of the cotyledons and the characteristic aroma of jicaro. Clinical studies have also revealed that the obtained milk has a low glycemic index (11). This confirms its potential as a healthy alternative for a lactose-free milk with no anti-nutritional factors and a low glycemic index.