Effets des traitements physico-chimiques sur la qualité nutritionnelle 

Description botanique et conditions agro-écologiques de Mucuna pruriens

Le mucuna est une plante herbacée volubile rampante qui peut atteindre jusqu’à 15 m de haut, à feuilles trifoliées et à fleurs de couleur pourpre ou blanche. Ses gousses sont longues, généralement pubescentes. Il est bien adapté aux zones tropicales humides et subhumides avec une pluviométrie comprise entre 1000 et 2500 mm et en dessous de 1600 m d’altitude (VISSOH et al., 2008). Il tolère des températures de 19 à 27°C et pousse sur les sols pauvres dont le pH est compris entre 5 et 7(KIFF et al., 1996). Le mucuna est relativement tolérant à la sécheresse (VISSOH et al., 2008) et produit souvent une quantité importante de graines dont le rendement varie entre 2,9 à 6,9 tonnes / ha (PUGALENTHI et al., 2007).

Position systématique

Le mucuna appartient au : Règne : PLANTAE Sous-règne : TRACHEOBIONTA Division : MAGNOLIOPHYTA Classe : MAGNOLIOPSIDA Sous-classe : ROSIDAE Ordre : FABALES Famille : FABACEAE Genre : Mucuna Noms vernaculaires Francais: mucuna, pois de velours Malagasy: mokona, kabarontsoavaly Le genre Mucuna compte approximativement 100 espèces (BUCKLES, 1995).Les variétés couramment citées dans la littérature sont les suivantes: Mucuna (M.) pruriens var. Figure 1 : Fleur de mucuna pruriens Figure2 : Gousses du mucuna 5 cochinchinensis, M. pruriens var. utilis, M.sp. var. georgia, M. sp.var. ghana, M sp. var. jaspadea, M sp. var. preta, M sp.var. rajada, M. sp. var. veracruz, M. sp.var deeringiana, M.sp.var. nagaland etc. (KANTIONO, 2012). Les différences morphologiques sont associées à la présence de poils pubescents sur les gousses, à la couleur des téguments et à la durée de cycle de production (EILITTA et al. 2003; PUGALENTHI et al., 2005). En ce qui concerne la couleur de tégument, quelques variétés sont répertoriées à Madagascar. Il en existe 7 (Figure 3).

Caractéristiques nutritionnelles du Mucuna pruriens

Les composants en nutriments, protéines, acides aminés, lipides, énergie, minéraux et autres, déterminés pour les graines de mucuna sont comparables à celles des légumineuses conventionnelles (PUGALENTHI et al., 2005). Toutefois, ils varient selon les auteurs et en fonction des variétés (Tableau 1). Les teneurs en protéines sont comprises entre 22 et 35 %, valeurs plus élevées que celles trouvées dans les légumineuses habituelles telles que Pisum sativum (22 %), Phaseolus vulgaris (21 %), Cicer arietinum (19 %) et Lens culinaris (21 %) (COSTA et al.2006). Le profil des acides aminés de ces protéines, comme celui autres légumineuses est caractérisé par une déficience en acides aminés soufrés (RAVINDRAN et al., 1988). De plus, MOHAN et JANARDHANAN, (1995) ont signalé que la lysine et la valine sont aussi des acides aminés limitant dans la variété blanche. Les graines de mucuna contiennent des taux modestes de lipides, 4 à 8 %, valeurs rapportées pour 12 variétés de Mucuna spp (EZEAGU et al.,2003), Mucuna pruriens ayant le taux le plus élevé (VADIVEL et al.,2009). Les teneurs en fibres brutes se situent entre 4 % (EZEAGU et al., 2003) et 8 % (EMENALOM et al., 2005). Ces taux sont réduits à 2 % lorsque les graines sont dépelliculées (AGBEDE et al., 2005), ce qui constitue un avantage pour l’alimentation des monogastriques. Les glucides non pariétaux sont des composants majeurs des légumineuses et représentent 50 à 70 % des graines de mucuna en terme de matière sèche (PUGALENTHI et al., 2005). Ces valeurs, supérieures à celles trouvées dans les graines, de soja (22 %) font de mucuna un élément approprié pour l’alimentation de la volaille (EZEAGU et al., 2003). La teneur en sucres solubles dans les graines entières de mucuna est comprise entre 9 et 11 % tandis que les graines dépelliculées en contiennent 10 à 12 % (SIDDHURAJU et al., 2000). En raison des faibles teneurs en constituants pariétaux (polysaccarides : pectines, hémicelluloses, cellulose), le mucuna constitue une source énergétique appréciable, avec des 7 valeurs comprises entre 350 et 460 kcal d’énergie métabolisable /100 g (AGBEDE et al., 2005; TULEUN et al., 2008). Les graines de mucuna contiennent aussi des quantités appréciables de minéraux tels le K, Ca, P, Mg, Fe, Zn et Mn avec des taux comparables à ceux de Phaseolus sp. Comme dans la plupart des légumineuses, le potassium est le minéral le plus abondant (VIJAYAKUMARI et al.,2002). Tableau 1 : Composition chimique de quelques variétés de graines de Mucuna spp. I.4. Les facteurs antinutritionnels du Mucuna pruriens A l’instar des autres légumineuses, le mucuna contient un certain nombre de facteurs antinutritionnels (Tableau 2) qui limite son utilisation dans l’alimentation animale et humaine. 

Définition et mode d’action

La L-dopa, ou 3,4-dihydroxyphenylalanine, est un acide aminé non protéique, substance intermédiaire dans la synthèse des catécholamines, qui possède deux isomères optiques, les L-dopa et D-dopa. Seule, la forme stéréo-isomérique lévogyre est métabolisable par l’organisme. La L-dopa est, soit synthétisée au niveau de l’organisme, L-dopa endogène, soit peut être d’origine exogène, comme c’est, par exemple, le cas de la L-dopa contenue dans les graines de mucuna (DAHOUDA et al., 2009).Cette molécule est, soit sous forme libre ou liée à d’autres molécules (protéines, amidon…) formant un complexe. Figure 4 : L-Dopa Les travaux de TAKASAKI et KAWAKISHI (1997) ont montré que les produits d’oxydation de la L-dopa se conjuguent avec les résidus sulfhydriles des protéines pour former le complexe 5-S-cysteinyl-dopa conduisant à la polymérisation des protéines. Selon cet auteur, ce complexe pourrait constituer un des facteurs limitant la digestibilité des protéines et de l’amidon de mucuna.

Effets de la L-dopa

La L-dopa est une substance toxique qui provoque des nausées et des maux de tête (SPORE, 1996). Elle entraîne des troubles gastro-intestinaux (nausée, vomissement et anorexie) et neurologiques tels que des délires paranoïdes, des hallucinations, de la démence et une sévère dépression (LORENZETTI et al., 1998).Chez les oiseaux, elle conduit à un 9 ralentissement de la croissance et à une baisse de la consommation alimentaire (DEL CARMEN et al., 1999). I.4.1.3. Les différents facteurs influençant la teneur en L-dopa Plusieurs facteurs ont été signalés par différents auteurs sur la variabilité de la teneur en L-dopa.  Les variétés Des variations variétales ou génétiques ont été observées (St-LAURENT et al., 2002). En effet, M. pruriens var cochinchinensis en contient à un taux plus élevé (5,6 à 6,6 %) que M. pruriens (4,4 à 4,8 %) (TULEUN et al., 2008).  Les conditions agro-écologiques et environnementales Des variations liées aux conditions écologiques et environnementales (altitude) ont été rapportées (LORENZETTI et al., 1998). Des taux particulièrement élevés sont constatés dans les graines provenant des plantes cultivées près de l’Equateur. Selon St-LAURENT et al. (2002) la concentration en L-dopa diminue lorsque le mucuna est cultivé à des altitudes plus élevées. Les teneurs en L-Dopa ne semblent pas liées à la couleur du tégument (EILITTÄ et al., 2003). Le plus faible taux, 1,5 %, a été trouvé dans la variété M. gigantea, utilisée dans l’alimentation de plusieurs groupes ethniques de l’Inde (RAJARAM et al., 1991), tandis que les taux les plus élevés ont été rapportés dans M. pruriens var.cochinchinensis (8 %), M. andreana (8,9 %) et M. birdwoodiana (9,1 %) (St-LAURENT et al., 2002 ;INGLE, 2003). Dans les autres parties de la plante, les concentrations en L-dopa sont comprises entre 0,17 % et 0,35 % dans les feuilles, entre 0,19 % et 0,31 % pour les pétioles et entre 0,12 %et 0,16 % pour les racines (PUGALENTHI et al., 2005).

Les différents procédés de réduction de la L-dopa

Les recherches sur l’utilisation de mucuna dans l’alimentation humaine et animale ont été essentiellement basées sur la réduction de la concentration en L-dopa. Les procédés les plus fréquents sont le trempage, le traitement dans l’eau bouillante, parfois avec ajout 10 d’additifs (base ou acide), le toastage, l’autoclavage, la fermentation et la germination. Ces procédés sont aussi utilisés pour les autres facteurs antinutritionnels. Pour maximiser l’extraction des facteurs antinutritionnels, la plupart des méthodes recourent préalablement au broyage des graines (WANJEKECHE et al., 2003).  Le trempage Les taux d’extraction des facteurs antinutritionnels par trempage sont généralement faibles, même avec ajout d’additifs, surtout lorsque les graines entières sont employées. Le trempage pendant 24 h dans l’eau des graines entières ou broyées n’a aucune incidence sur la concentration en L-dopa (GURUMOORTHI et al., 2008 ; NYIRENDA et al., 2003). Lorsque le trempage est réalisé dans des solutions de chlorure de sodium, de bicarbonate de sodium et d’acide citrique, les réductions sont comprises entre 9 et 14 %. Le trempage dans une solution d’hydroxyde de calcium permet d’obtenir un meilleur effet (26 % de réduction des teneurs en L-Dopa).  Le toastage et l’autoclavage La chaleur sèche serait très efficace pour la réduction des teneurs en L-dopa (SIDDHURAJU et al., 1996) en raison de la racémisation de la molécule.  La fermentation Les graines de mucuna peuvent être fermentées par diverses méthodes après avoir été traitées préalablement à l’ébullition (45 mn) ou trempage (12 h). Le taux de la L-dopa dans les produits fermentés est très faible (<0,1 %). Cependant, au cours du processus de fermentation, la teneur de la L-dopa double initialement avant de chuter de manière significative. Ce phénomène serait dû à la libération de la L-dopa liée (EGOUNLETY, 2003).  La germination L’influence de la germination sur la diminution de la L-dopa a été aussi évaluée. GURUMOORTHI et al. (2008) ont constaté qu’une période de germination de 120 h permettait de réduire la teneur en L-dopa à des valeurs comprises entre 35 et 58 %. Lorsque la période de la germination augmente, une diminution concomitante du taux de L-dopa est 11 observée. Cet effet est vraisemblablement dû à la dégradation enzymatique de la molécule (Dopa décarboxylase).  La cuisson Il ressort des études menées par VADIVEL et al. (2007) que la cuisson des graines entières de Mucuna pruriens permet de réduire la teneur en L-Dopa de 39 %. En 30 min, la perte avoisine les 23 % (WANJEKECHE et al., 2003).