Si on enterre une pomme de terre qui n'a pas été enduite d'anti-germinatif, elle "germe", c'est-à-dire que des tiges aériennes verticales se développent, sortent de terre et se garnissent de feuilles qui sont le siège de la photosynthèse (voir annexe 1).

Des tiges souterraines de la plante (rhizomes) croissent horizontalement ; à un certain stade de développement, les rhizomes cessent de croître et leur extrémité se renfle, il y a formation d'un tubercule, c'est la tubérisation.

Ces tubercules constituent des réserves de nutriment pour la plante, c'est la partie comestible (voir la composition du tubercule en annexe 2).

On aperçoit à la surface des tubercules des bourgeons ou "yeux" disposés en hélice (voir annexe 7).

Après formation des tubercules une période plus ou moins longue (cela dépend de la variété) de dormance de la plante s'installe, pendant laquelle rien en apparence n'a lieu ; le tubercule est en repos végétatif.

Puis, surtout si le tubercule est dans un endroit chaud, humide et à la lumière, des tiges aériennes commencent à se développer …. Et on repart pour un nouveau cycle.

On peut cueillir les tubercules avant leur arrivée à maturité ; ils ont alors la peau très fine ; ce sont des pommes de terre nouvelles ou des pommes de terre primeur.

A maturité les pommes de terre se conservent quelques semaines sans anti-germinatif, c'est la période de dormance. Pour les conserver au-delà il faut un traitement.

2) Prolonger la dormance

La pomme de terre, un tubercule de l'espèce Solanum tuberosum appartenant à la famille des solanacées, est un aliment de base de l'humanité, principale denrée alimentaire non céréalière du monde.

Dans certaines régions tropicales ou sous-tropicales sa culture peut avoir lieu toute l'année ; dans les régions tempérées il faut les planter au milieu du printemps et les récolter environ 4 mois après ; si dans ces régions on veut en consommer toute l'année, il faut trouver un moyen de les conserver dans l'état où elles se trouvent au moment de la dormance.

Si on ne "traite" pas le tubercule il va germer comme il a été dit précédemment ce qui n'est pas sans conséquences.

2-1) La solanine, un composé toxique

Un glycoalcaloïde découvert par Desfosses (voir annexe 3) en 1820, la solanine, peut être présent dans la pomme de terre si celle-ci a été exposée à une lumière vive.

Sa teneur augmente lorsque le tubercule germe ; ce composé est toxique au delà d'une certaine dose ingérée, mais il faudrait consommer de grandes quantités de ces tubercules pour être intoxiqué.

Solanine

Elle appartient à la famille des saponines.

Il s'agit d'un glycoalcaloïde, hétéroside dont la génine (partie aglycone) est la solanidine :

et la partie glucidique, une molécule de β-D-galactopyranose enchaînée par liaisons O-glycosiques en 2 à une molécule de α-L-mannopyranose et en 3 à une molécule de β-D-glucose.

2-2) Les procédés utilisés pour prolonger la conservation

Des pommes de terre germées ne peuvent être vendues.

Il faut donc éviter ou retarder la germination des tubercules et pour cela il existe plusieurs méthodes :

2-2-1) Conservation à température et hygrométrie contrôlées

Le maintien des tubercules à basses températures (4 à 5°C) et sans excès d'humidité permet de retarder leur germination.

Ce maintien à basse température induit cependant la formation de sucres réducteurs (essentiellement glucose) par hydrolyse de l'amidon, qui modifient les propriétés gustatives de la pomme de terre.

En dessous de 8°C l'amidon contenu dans les tubercules se transforme partiellement en sucres, ce phénomène devenant irréversible en dessous de 4°C.

2-2-2) Utilisation de produits phytopharmaceutiques

- Le chlorprophame ou N-(3-chlorophényl) carbamate d'isopropyle ou CIPC

C'est un inhibiteur de germination qui est interdit en France depuis 2020 (Journal officiel de l'Union Européenne du 18 juin 2019) après avoir été utilisé pendant 40 ans.

Il permettait une durée de stockage de 6 à 9 mois sous certaines conditions de température. Il était vaporisé (thermonébulisation) sur l'ensemble des tubercules lors de l'entreposage et se concentrait dans la pelure et l'épiderme sous-jacent.

Il inhibe le développement du tubercule en altérant la structure et la fonction du microtubule, ce qui crée une interférence dans la division cellulaire.

C'est aussi un herbicide de contact de la famille des carbamates qui a été utilisé dans la culture des céleris-raves, des salsifis noirs, des oignons, des laitues, des épinards, des poireaux, des fenouils …

Une des raisons à son interdiction est que son utilisation peut entraîner une exposition potentiellement inacceptable pour le consommateur à l'un de ses métabolites, la 3-chloroaniline qui a des effets sur la thyroïde et les hormones T3 et T4.

- L'hydrazide maléique ou 1,2-dihydropyridazine-3,6-dione

C'est une molécule appartenant à la famille des pyridazinones.

C'est un régulateur de croissance des plantes qui agit par inhibition de la mitose cellulaire.

Agissant comme inhibiteur de germination pour la pomme de terre, il prolonge la pause de dormance d'environ 30 jours.

L'hydrazide maléique est appliqué en plein champ dans la phase de culture de la pomme de terre. Il a été homologué en 1992.

- Le 1,4-diméthylnaphtalène ou 1,4DMN

C'est un régulateur de croissance des plantes qui existe naturellement dans les tubercules de pommes de terre au moment de la dormance et retarde la germination.

La molécule de synthèse (1,4SIGHT ®, une solution à 98% de 1,4DMN) est aussi utilisée pour prolonger ce repos végétatif après entreposage ; on procède par thermonébulisation après une légère période de séchage des tubercules.

Son utilisation est autorisée depuis septembre 2017 en France.

- La Déc-3-èn-2-one

C'est une cétone aliphatique α-β insaturée qui existe naturellement dans certaines espèces de champignons du genre Boletus.

C'est un régulateur de croissance qu'on fabrique et utilise comme anti germe pour la conservation des pommes de terre aux USA, au Canada et en Israël. Appliquée sous forme d'aérosol dès que la germination commence, cette molécule détruit le tissu méristématique des germes et des bourgeons axillaires et terminaux en pleine croissance.

Ce composé est autorisé comme additif alimentaire (aromatisant) dans l'Union Européenne.

2-2-3) Des procédés utilisables en agriculture biologique

- L'éthylène ou éthène

Tous les tissus végétaux produisent de l'éthylène (voir annexe 4) avec un accroissement de cette production lors de la maturation des fruits, de la germination, mais aussi lors d'évènements climatiques (sécheresse, variations brutales de la température…).Les fruits dont la maturation dépend de l'éthylène sont dits climactériques.

Les effets physiologiques de ce gaz sont nombreux ; le principal étant d'inhiber l'allongement des tiges et de favoriser au contraire la croissance radiale de la plante.

L'éthylène agit comme une hormone végétale (on peut l'assimiler aux auxines), favorisant le mûrissement des fruits, la floraison de l'ananas, mais par contre elle inhibe la floraison d'autres espèces ; elle accélère la sénescence des organes d'une plante et facilite par exemple la mise en place des zones d'abscission des feuilles et des fruits.

Ce gaz permet aussi de retarder la germination des tubercules de pommes de terre.

Si l'on diffuse d'une façon lente et continue de l'éthylène gazeux et que l'on maintienne ce gaz à très faible concentration (4 à 10 ppm) dans les locaux d'entreposage des tubercules, on s'aperçoit que pour certaines variétés la germination est retardée. On peut donc s'en servir pour prolonger la dormance donc la conservation de ces pommes de terre. Il ne subsiste aucun résidu et ce procédé peut donc être utilisé en agriculture biologique. Son utilisation à cet effet est autorisée en France depuis 2011.

Il faut tout de même remarquer que ce procédé induit une augmentation de la teneur des tubercules en sucres réducteurs ce qui entraîne une modification des propriétés gustatives et une coloration à la friture (réaction de Maillard).

D'une façon pratique la production d'éthylène dans les locaux d'entreposage des tubercules a lieu soit à partir de bouteilles sous pression le gaz répandu étant pur à 99,95%, soit à partir d'un générateur où l'éthylène se forme à partir d'éthanol liquide par catalyse

Remarque : en dehors de son utilisation en agriculture biologique on peut réduire le problème lié à la production de sucres réducteurs lors de la conservation par l'éthylène en combinant ce traitement à un traitement au 1-méthylcyclopropène (1-MCP)

Ce composé gazeux est une phytohormone agissant comme inhibitrice de l'action de l'éthylène. La molécule agit en concurrence avec l'éthylène pour le site actif des protéines de membrane réceptrices de l'éthylène.

Le 1-MCP est considéré comme à très faible risque pour la santé humaine.

- Utilisation d'huiles essentielles

Plusieurs huiles essentielles sont utilisées comme anti-germinatifs

x L'huile essentielle de menthe verte douce (Mentha spicata) dont la composition moyenne est donnée en annexe 5 est homologuée en tant qu'anti-germinatif dans 18 pays européens et notamment en France depuis 2010. C'est la L-carvone ou (R)-(-)-carvone, une cétone monoterpénique monocyclique, composé majoritaire

qui est la molécule active et qui lui donne son odeur.

Elle détruit le tissu méristématique des germes.

Les tubercules sont soumis pendant 48h dans des locaux fermés (pour éviter une déperdition trop rapide des vapeurs) à une exposition à l'huile essentielle de menthe à raison de 90mL par tonne de pomme de terre lors de la première application puis 30mL /tonne lors des renouvellements.

Il y a une légère rémanence de l'odeur de la carvone sur les tubercules traités mais qui disparaît rapidement et qui n'a pas de conséquence sur le goût des pommes de terre.

Remarques :

Le deuxième composant (quantitativement) est le (S)-(-)-limonène un hydrocarbure, monoterpène monocyclique

En plus de cet aspect anti-germinatif, cette huile essentielle de menthe a des propriétés fongicides, bactéricides, insecticides.

x Huile essentielle d'orange douce (Citrus sinensis)

Récemment (2020) l'huile essentielle d'orange dont la liste des principaux composants est donnée en annexe 6 a été homologuée comme anti-germinatif aux Pays-Bas.

C'est le (R)-(+)-limonène qui en constitue la matière active

2-2-4) Irradiation des pommes de terre

Certains pays traitent les pommes de terre par des rayonnements ionisants pour empêcher la germination des tubercules.

Ce sont essentiellement des rayons γ émanant du cobalt-60 (⁶⁰Co) un isotope radioactif du cobalt.

Des produits dits radiolytiques sont formés dans l'opération, certains se retrouvant dans les tubercules stockés et traités par des méthodes n'utilisant pas l'irradiation, d'autres se formant spécifiquement au cours du traitement par cette méthode.

Annexe 1

La photosynthèse

Les plantes vertes tirent l’énergie dont elles ont besoin pour vivre et se développer de la lumière du soleil et produisent des substances, à partir du dioxyde de carbone puisé dans l’air et à partir de l’eau, selon l’équation suivante :

C'est par un ensemble de processus nombreux et complexes appelé photosynthèse qu'a lieu la transformation d'énergie lumineuse en matière organique en utilisant du dioxyde de carbone (CO₂) et de l'eau et en libérant du dioxygène.

Parce que la formule brute de la plupart des substances produites, fait apparaître hydrogène et oxygène dans les mêmes proportions que dans l’eau K.Schmidt leur a donné en 1844 le nom d'hydrates de carbone. A cause de la saveur particulière de quelques unes on les a aussi appelées sucres ; on continue parfois à employer ce terme, mais on utilise aujourd'hui en France l'appellation glucides.

Pour la pomme de terre cette photosynthèse qui a lieu au niveau des parties aériennes, c'est-à-dire essentiellement les feuilles, conduit à des glucides qui sont stockés dans le tubercule sous forme d'amidon.

Annexe 2

Composition moyenne d'un tubercule de pomme de terre

Il s'agit de pommes de terre blanches (chair et peau) cuites.

Energie

kJ/100g

Eau

g/100g

Amidon et sucres divers

g/100g

Protéines

g/100g

Graisses

(Acides gras)

g/100g

Fibres

g/100g

mg/100g

µg/100g

393

74,6

21,1

2,1

0,2

544

0,64

0,127

0,35

0,189

0,5

Quelques données sur l'amidon

Principale réserve glucidique dans le monde végétal, tout comme la cellulose. L'hydrolyse de l'amidon en milieu acide dilué conduit au glucose ; intermédiairement il se forme des dextrines solubles dans l'eau, puis du maltose et enfin deux molécules de glucose par molécule de maltose.
L'amidon natif se présente sous forme de grains de taille variable insolubles dans l'eau froide. Dans l'eau chaude (70°C environ), l'amidon gonfle (empois) et l'on peut séparer ses deux constituants principaux : l'amylose (ou amidon linéaire) environ 20% peu soluble dans l'eau froide, et l' amylopectine 80% (ou amidon ramifié). Ce sont deux polymères du glucose, l'amylose ayant une masse molaire de l'ordre de 500 000 g.mol^-1et l'amylopectine de plusieurs millions de g.mol^-1.
Dans l'amylopectine (ou iso-amylose) il y a un enchaînement 1-6 environ tous les 25 unités glucose.

Les tissus des tubercules de pommes de terre qui renferment l'amidon sont des parenchymes de réserve dont les cellules ont un cytoplasme chargé d'inclusions comme les amyloplastes qui servent à stocker l'amidon.

Annexe 3

Pierre Desfosses (1792-1865)

Pharmacien, membre de l'Académie des Sciences, Arts et Belles-Lettres de Besançon.

Il découvre et isole la solanine des baies de mûres de Solanum nigrum (morelle noire) pour la première fois en 1820.

Il fait le premier, la synthèse du cyanogène (éthane dinitrile).

Annexe 4

L'éthylène produite par les végétaux

Elle est synthétisée dans la plante à partir de la L-méthionine par un processus complexe dont les trois principales étapes sont :

Annexe 5

Composition d'une menthe verte douce (Mentha spicata var. viridis).

C'est une plante herbacée de la famille des lamiacées, très courante dans les jardins, très consommée en infusion (feuilles) en Orient.

Monoterpène acyclique
Myrcène	2,34%
Monoterpène monocyclique
Limonène	17,51%
Sesquiterpènes bicycliques
β-Bourbonnène	1,10%
β-Caryophyllène	0,79%
Alcools monoterpéniques monocycliques
Terpinen-4-ol	1,26%
trans-Carvéol	0,65%
Cétones monoterpéniques monocycliques
Carvone	61%
trans-dihydro-Carvone	0,20%
Ester monoterpénique monocyclique
Acétate de cis-Carvyle	1,04%
Oxyde terpénique
Eucalyptol	1,67%
Total	87,56%

En résumé la composition moyenne d'une menthe verte douce est, par ordre décroissant

Carvone	61%	Terpinen-4-ol	1,26%	trans-Carvéol	0,65%
Limonène	17,51%	β-Bourbonnène	1,10%	trans-dihydro-Carvone	0,20%
Myrcène	2,34%	acétate de cis-Carvyle	1,04%
Eucalyptol	1,67%	β-Caryophyllène	0,79%

Annexe 6

Principaux composants d'une huile essentielle extraite par expression à froid du péricarpe d'une orange douce (Citrus sinensis) mûre .

Limonène	95,62%	Citral	…….
Myrcène	1,68%	Octanal
α-pinène	0,47%	Nonanal
Linalol	0,34%	Heptanal
Décanal	0,26%	Octanol

Annexe 7

La disposition en hélice des bourgeons

PDT2

D'après le document du site

http://ts2-thierrymaulnier.wifeo.com/documents/RdactionTPE_finale.pdf

D'après le document du site

http://svt.scola.ac-paris.fr/ressource/outils/htm/S/phyllotaxie.php