2017

Appréciation du risque et étude des mesures de maîtrise pour Salmonella dans la filière viande au Rwanda

Doctorant : Eugène Niyonzima

Promoteur : Pr. Marianne Sindic et Pr. Anastase Kimonyo

Résumé :

La salmonellose est l’une des principales maladies d’origine alimentaire dans le monde. Au Rwanda, comme dans la plupart des pays en voie de développent, les infections alimentaires, dont les salmonelloses, constituent la principale cause de morbidité et de mortalité dans la population, après le paludisme. L’une des sources des salmonelloses humaines est la consommation des plats à base de viandes contaminés. Dans le but de lutter efficacement contre la salmonellose associée à la consommation des plats à base de viande au Rwanda, une appréciation quantitative du risque a été effectuée le long de la filière de production de viande. Cet exercice a requis une collecte de données sur les facteurs du risque de contamination de la viande par Salmonella à différentes étapes de la chaîne de production de viandes, de l’abattoir à la consommation; et a abouti à la construction d’un modèle d’appréciation quantitative du risque. L’objectif final du modèle était de déterminer les mesures concrètes afin de réduire le risque de salmonellose humaine associée à la consommation des plats à base de viande à Kigali (Rwanda).

Les facteurs du risque ainsi que les niveaux de contamination de viandes par Salmonella ont été évalués dans les trois établissements d’abattage des bovins et chèvres de Kigali. Les résultats ont révélé une forte variabilité du niveau de contamination des carcasses par Salmonella parmi les abattoirs, avec une prévalence moyenne de 21.3 et 8.0% dans les carcasses bovines et caprines respectivement. L’analyse des facteurs du risque a montré que l’amélioration d’hygiène et des techniques d’abattage particulièrement aux étapes d’habillage et d’éviscération, contribuerait à la réduction de la contamination des carcasses par Salmonella.

Les conditions de manipulation de viande après l’abattoir ont également été étudiées. L’analyse microbiologique des échantillons de viandes commercialisées dans 150 établissements de découpe et vente au détail de viandes à Kigali, a révélé une prévalence de Salmonella variant de 0.0 à 23.3%. Par ailleurs, les résultats de l’analyse de régression logistique ont permis d’établir que les facteurs tels que l’exposition des coupes de viande à la température ambiante, l’utilisation de pian de découpe en bois, ainsi que le faible niveaux de connaissances en bonnes pratiques d’hygiène pour les employés de ces établissements; étaient significativement associés au risque accru de contamination de la viande par Salmonella.

Au niveau des ménages, les méthodes de cuisson utilisées pour la préparation de plats à base de viandes ont montré une réduction significative de la prévalence de Salmonella. Toutefois, une prévalence résiduelle de 3.4% a été observée dans les plats cuisinés consommés particulièrement dans les ménages à faible revenu. En dehors du ménage, l’analyse microbiologique de plats à base de viande commercialisés dans 150 snack-bars et restaurants de Kigali, a révélé une prévalence de Salmonella variant entre 5.3 et 20.0%. De même les facteurs du risque de la présence de Salmonella dans ces plats, pour la plupart, liés aux modes de cuisson et aux conditions d’hygiène, ont été identifiés.

Sur base des données collectées, un modèle d’appréciation quantitative des risques a été construit, et a considéré trois principales voies d’exposition au risque à savoir : les plats à base de viande bovine consommés au sein du ménage, les plats à base de viande bovine consommés en dehors du ménage, ainsi que les plats à base viande de chèvre (brochettes grillées) généralement consommés dans les snack-bars de Kigali. Les résultats du modèle ont révélé que le risque de salmonellose associée à la consommation des plats à base de viande dans la population de Kigali, variait de 1.7 à 3.4% en fonction de la voie d’exposition ; et que les femmes, de même que les jeune-adultes étaient moins exposées au risque. L’analyse des scénarios d’atténuation du risque a montré qu’une lutte contre les salmonelloses humaines associé à la consommation de plats à base de viande devrait passer par une application simultanée d’une série de mesures à différents niveaux de la chaîne de production de viandes et en particulier à l’étape de cuisson.

Les résultats du modèle d’appréciation quantitative des risques développé ont permis de faire un état des lieux sur le risque des salmonelloses associées à la consommation de la viande à Kigali, et les recommandations issue de ces recherches sont utiles pour les responsables de la santé publique impliqués dans la chaîne de production de viande au Rwanda. Cependant, ces résultats sont à interpréter avec attention, car pour certaines variables du modèle, les données n’étaient pas disponibles. Ainsi, des études complémentaires visant à combler les données manquantes doivent être effectuées pour améliorer les résultats du modèle; et offrir une appréciation plus précise du risque des salmonelloses humaines au Rwanda.

 

Effets de la fertilisation NP et de l’irrigation à des périodes critiques sur le rendement et la qualité des fruits du figuier de Barbarie (Opuntia ficus-indica (L.) Mill.)

Doctorant : Mohamed ARBA

Promoteurs : Pr. Marianne Sindic, Pr. Redouane Choukr-Allah

Encadrant : Pr. André Falisse

Résumé :

Selon la classification révisée récemment, les cactus appartiennent à la famille des Opuntiaceae Desv. (Synon. Cactaceae Juss.), dont le genre-type Opuntia Mill. est économiquement le plus important car il comprend un ensemble de variétés qui participent à la plupart des systèmes agricoles des régions arides et semi-arides. Récemment, dans le Maghreb, la culture de plusieurs espèces et variétés s’est développée à de fins de production fruitière commercialisable, c’est-à-dire répondant à des critères de qualité de plus en plus sévères et exigeant des technologies culturales précises.

La partie expérimentale de notre étude s’est déroulée pendant deux années dans le Sud du Maroc, région d’Agadir, sur trois variétés représentatives. Les essais ont été réalisés à la ferme expérimentale de l’Institut Agronomique et Vétérinaire Hassan II, Complexe Horticole d’Agadir, latitude: 30°36′ nord, longitude: 9°36′ Est et altitude: 32 m. Le site des essais est caractérisé par une température moyenne mensuelle qui varie de 8°C en janvier à 31°C en juillet, avec une température journalière maximale qui peut atteindre 45°C en juillet-aout. La pluviométrie annuelle est de 100 à 200 mm.  Un premier objectif de notre étude a été de préciser les réponses quantitatives (rendement en fruits) et qualitatives à des apports modérés d’eau d’irrigation. Un deuxième objectif consistait à évaluer les effets d’apports limités de fertilisation minérale azotée et phosphatée, ces deux éléments majeurs étant les plus susceptibles de se trouver déficitaires dans le contexte pédoclimatique propre à la région. Enfin, en tirant profit des expérimentations de ces deux objectifs, un troisième objectif a été de préciser la phénologie des trois variétés – surtout celle des phases de développement floral et fruitier –  afin d’évaluer l’impact des interventions culturales sur la phénologie et dans le but de mieux situer les moments de ces interventions en les reliant de manière plus objective à la physiologie du développement.

Dans l’étude sur l’irrigation, les variétés utilisées ont été les inermes ‘Aissa’ et ‘Moussa’ d’Opuntia ficus-indica (L.) Mill. et l’épineuse ‘Achefri’ d’O. megacantha Salm Dyck. En 1ère année, les traitements d’irrigation ont été: (T1) 0 mm, (T2) 30 mm à la floraison et 30 mm au grossissement des fruits et (T3) 30 mm seulement au grossissement des fruits; les irrigations ont été appliquées entre la mi-avril et la mi-juin. Les irrigations T2 et T3 ont eu un effet négatif sur le rendement en fruits des variétés inermes ‘Aissa’ et ‘Moussa’ (-2,8 kg/plant) et T2 a eu un effet positif hautement significatif (p <0,01) sur la variété épineuse ‘Achefri’ (+ 2,7 kg/plant ou +18  %). La qualité des fruits n’a pas été affectée par l’irrigation. En 2ème année,  les traitements d’irrigation ont été : (T1) 0 mm, (T2) 60 mm à la floraison et 60 mm au grossissement des fruits et (T3) 60 mm seulement au grossissement des fruits; les irrigations ont été apportées entre février et mai. Toutes les variétés ont répondu positivement à l’irrigation : ‘Achefri’ et ‘Aissa’ avec T3 et ‘Moussa’ avec T2. L’augmentation du rendement a varié entre 30% pour ‘Moussa’ avec T2 à 63 % pour ‘Achefri’ avec T3 et la différence est hautement significative (p <0,01) entre les traitements irrigués et le non irrigué. Toutes les irrigations ont augmenté le nombre et la taille des fruits et ont provoqué une légère diminution de la teneur en sucres totaux et de l’acidité titrable. Les irrigations n’ont eu aucun effet significatif sur les autres paramètres physiques, chimiques et organoleptiques participant à la définition de la qualité.

L’essai sur la fertilisation minérale azotée-phosphorique sur le cultivar ‘Moussa’, mettait en comparaison cinq traitements: 0N-0P ; 0N-80P, 40N-40P ; 60N-0P ; et 60N-80P (en kg N ha-1– kg P2O5 ha-1). En première année, l’application de N et/ou de P n’a eu aucun effet sur le rendement en fruits. En deuxième année, les apports de 60 unités de N ou de 80 unités de P2O5 ont augmenté le rendement de resp. 3,0 et 6,1 kg par plante (+ 18% et + 36%), par rapport au témoin et p <0,01. L’apport simultané des deux éléments N et P (60N-80P2O5) a conduit à une augmentation hautement significative (p <0,01) de 14,9 kg/plante  (+ 90%) mettant en évidence une interaction positive significative (p <0,01) entre ces deux éléments. Les apports de N et de P ont  eu des effets positifs sur le nombre de fruits et leurs poids moyens mais ils n’ont pas modifié le contenu de la pulpe, la teneur en jus, l’épaisseur de l’écorce, la matière sèche du jus, le pH, l’acidité titrable, les sucres totaux, ni le °Brix.

L’étude portant sur la phénologie et le développement a été effectuée simultanément dans un essai spécifique reprenant les trois variétés et dans chacun des essais d’irrigation et de fertilisation. Elle a d’une part permis de préciser la variabilité du déroulement des phénologies résultantes des conditions de milieu (climat), de la génétique, des techniques culturales (fumure et irrigation), et de certaines de leurs interactions. Notre attention s’est portée prioritairement sur les effets des techniques culturales maîtrisables. En ce qui concerne les effets de l’irrigation sur la phénologie de floraison et de fructification la première année, ils ont montré que l’émission de bourgeons est plus élevée chez la variété épineuse que chez les inermes (plus de 6 bourgeons émis/cladode contre moins de 4,5 chez les variétés inermes) et la différence est significative entre variétés (p <0,05). En 2ème année, l’irrigation a augmenté l’émission de bourgeons chez les trois variétés (plus de 7 bourgeons émis/cladode pour chacun des traitements T2 et T3  vs pas plus que 5 pour T1) et p <0,05. L’irrigation a aussi allongé la durée de la phase de floraison de ces variétés. La fertilisation a montré des effets allant dans le même sens. Cependant, ni l’irrigation, ni la fertilisation minérale n’ont modifié significativement la durée de la réalisation du stade maturité du fruit, ne permettant pas ainsi d’allonger la saison de récolte.

 

Caractérisation des amidons de Sorgho et de mil perlé cultivés dans le Sahara algérien

Doctorant : Nadia Boudries Kaci

Promoteur : Pr. Marianne Sindic

Résumé :

Les amidons de sorgho (Sorghum bicolor (L.) Moench) et de mil perlé (Pennisetum glaucum (L.)) cultivés dans les régions du Tidikelt (In Salah) et de l’Ahaggar (Tamanrasset) ont fait l’objet d’une étude de caractérisation. L’approche suivie a consisté à isoler les amidons, à déterminer leurs propriétés physicochimiques et fonctionnelles et à étudier leur modification par hydrolyse enzymatique. Les amidons présents avec un taux de 63,1 à 66,8 %, ont été isolés selon la méthode alcaline. La pureté des amidons obtenus est satisfaisante (91,9-96,7 %). Cependant, les rendements d’extraction restent moyens (59,1-61,2 %). Les propriétés physiques (couleur, forme et taille des granules), la composition chimique (teneur en humidité, amidon et amylose) et les propriétés fonctionnelles (solubilité, pouvoir de gonflement et viscosité) des amidons isolés ont été déterminées.
Des résultats importants ont été obtenus, mettant en évidence des propriétés physicochimiques spécifiques de ces amidons. En effet, la taille moyenne des granules natifs est de 18 et 10 μm respectivement pour le sorgho et le mil. Ces valeurs sont plus faibles que celles des amidons de cultivars d’autres régions. La taille est voisine de celle des amidons de maïs et de manioc. La teneur en amylose comprise entre 23,0 et 27,1 % a révélé que les céréales analysées sont des variétés normales. L’analyse du comportement à l’empesage a montré une viscosité au pic très importante atteinte rapidement. L’analyse calorimétrique a révélé des températures de gélatinisation élevées dues aux hautes températures de croissance. Les diffractogrammes aux rayons X présentent le type caractéristique des céréales et ont permis de déduire les degrés de cristallinité.
Les études cinétiques d’hydrolyse ont montré que des amidons isolés présentent une susceptibilité à l’hydrolyse en présence des amylases pures d’origine fongique ou bactérienne. Cependant, cette susceptibilité diffère selon le prétraitement préconisé pour la mouture intégrale et selon le type d’enzyme. Les conditions expérimentales, permettant aux réactions d’hydrolyse enzymatique des amidons isolés d’obéir au modèle de Michaelis-Menten ont été déterminées et ont permis de calculer les valeurs des constantes cinétiques (KM et Vmax). Les profils de maltooligosaccharides contenus dans les hydrolysats d’amidon de sorgho ont été déterminés par HPAEC-PAD afin de définir le mode d’action des amylases.
L’étude a permis de montrer les potentialités des amidons de sorgho et de mil perlé et d’envisager leurs applications et leur bioconversion.

 

 

2016

Valorisation des variétés de dattes secondaires tunisiennes par l’application de traitement hydrothermique.

Doctorant : Abdessalem MRABETDéfense de doctorat_Mrabet Abdessalem (2)

Promoteurs : Pr. Marianne Sindic et Pr. Ana JIMENEZ – ARAUJO

Résumé :

Le fruit du palmier dattier (Phoenix dactylifera L.) est l’un des fruits les plus abondants dans le monde. Près de 2000 cultivars de palmier dattier sont connus, mais seulement certains d’entre eux sont évalués pour leur performance et leur qualité de fruit.

Ce travail est une contribution à la valorisation des fruits de palmier dattier  de variétés secondaires tunisiennes  par l’étude des propriétés physico-chimiques et techno-fonctionnelles de leur fraction solide riche en fibre et de leur fraction liquide riche en phénols et sucres obtenue après prétraitements.

La composition chimique  des pulpes de dattes a montré une richesse en sucres solubles (60%), en lignine (23-27%), en fibres (5-7%). Le reste des composants était inférieur à 4%, avec de faibles quantités en matières grasses (0,3-0,5%) et en phénols (0,04 à 0,07%). En ce qui concerne la graine, les résultats ont montré une richesse  en matières grasses et en phénols (13 à 17% et 1 à 5%, respectivement). En raison de ces quantités importante en phénols, l’activité antiradicalaire des graines était beaucoup plus élevée (131 à 400 mmol Trolox/kg de poids sec) que celle de la chair (32-47 mmol Trolox/kg de poids sec). Pour l’utilisation totale de ces dattes, deux prétraitements ont été testés, steam explosion (SET) et steam traitement (ST). Après l’application de plusieurs conditions de traitements à la vapeur, des concentrés de fibres de datte (CFD) valorisables ont été obtenus. Leurs récupérations étaient très similaires pour les différentes conditions de deux réacteurs (SET et ST). Seule la granulométrie a montré des différences, ce qui augmente la fraction avec une taille inférieure à 4 mm dans les traitements plus intenses (plus élevée dans SET qu’en ST). CFD était également marqué par une qualité nutritionnelle intéressante, riche en phénol (4-8%), en cellulose (12-20%), en hemicellulose (5-22%), en protéines (9-14%) et en matière grasse (5-11%). Ces compositions varient selon les conditions de traitement. L’étude des propriétés fonctionnelles de CFD a montré une bonne capacité de rétention d’eau (CRE) (5,37 à 8,50 g d’eau/g de fibres sèches) et d’huile (CRH) (7,03 à 8,74g d’huile/g de fibres sèches). Des valeurs plus élevées du CRE ont été significativement obtenues avec le traitement ST qu’avec celui de SET.  Ils ont également démontré une bonne activité anti-radicalaire (230 à 580 mmol Trolox/kg CFD). Ainsi, les CFD ont été évalués comme étant une source des fibres alimentaires antioxydantes pour les produits de pâtisserie. Ces résultats ont été mis à profit d’une formulation alimentaire. Les CFD ont été incorporés dans des muffins à raison de 2,5 et 5%. L’ajout des CFD influence légèrement les caractéristiques technologiques des pâtes et augmente leurs propriétés antioxydantes par rapport à un témoin sans CFD. L’étude des caractéristiques sensorielles a montré qu’il n’y a pas de différences significatives entre le témoin et le muffin avec CFD. D’autre part, ce CFD est caractérisé par un rapport (FI/FS) élevé (19). Ainsi, dans un but d’enrichir CFD par les fibres solubles, un traitement enzymatique a été réalisé, afin de réduire le rapport (FI/FS)  à une valeur proche de la plage optimal (1 à 2,3). Les différents résultats ont montré une augmentation des pourcentages des fibres solubles de 3 fois (1,8% à 6,3%), et le ratio FI/FS  est réduit de 19 à 2,5. En outre, en plus d’une augmentation de l’activité antiradicalaire dans la fraction soluble, des gluco, manno- et xylo-oligosaccharides ont été identifiés, ces oligosaccharides sont considérés comme prébiotiques.

Pour l’utilisation totale des dattes traitées thermiquement, il était également nécessaire d’étudier la phase liquide riche en phénols (comme antioxydant soluble) et en sucres. Le liquide obtenu a été caractérisé et sa capacité antioxydante déterminée. La concentration en phénols totaux a augmenté, suite aux traitements allant jusqu’à 5311 mg/kg de dattes fraîches, ainsi que l’activité anti-oxydante jusqu’à 62,5 mmol Trolox/kg de dattes fraîches. Par la suite la phase liquide a été extraite puis fractionnée par chromatographie en utilisant des résines d’adsorption ou ioniques, afin de déterminer les fractions les plus actives, pour l’utiliser comme antioxydant dans la formulation des produits alimentaires ou neutraceutiques. Le profil phénolique, a été déterminé pour chaque fraction, donnant des fractions ayant des activités antioxydantes intéressantes avec des valeurs EC50  allant jusqu’à 0.08 mg/l ou des valeurs de TEAC de l’ordre de 0.67 mmol Trolox®/g d’extrait, similaires à celle d’antioxydants commerciaux synthétiques (BHT et TBHQ). Enfin, pour évaluer l’utilisation potentielle de l’extrait phénolique, une étude de ses propriétés antioxydantes sur la matrice lipophile, en utilisant des huiles végétales et de poisson, ainsi que son activité anti-microbienne a été déterminée. Les résultats ont montré une remarquable protection contre la peroxydation des huiles étudiées, en particulier pour l’huile de tournesol (augmentant quatre fois, la stabilité  d’huile de tournesol), et une activité anti-microbienne élevée contre les souches bactériennes testées.

Les traitements thermiques des variétés secondaires de dattes tunisiennes sont des technologies prometteuses pour leur revalorisation, l’obtention de deux fractions, l’un riche en fibres antioxydant (phase solide) et l’autre en phénols et les sucres (phase liquide), qui peuvent être facilement appliquées à l’industrie et incorporées dans la formulation d’aliments sains et nutritifs. C’est ainsi que la croissance de ces cultivars indigènes de l’oasis côtière tunisienne à des fins technologiques peut jouer un rôle important sur le plan économique, social et écologique de la population de cette région en développement.