LE CACAO

Gérard GOMEZ


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Plan de l'étude :

                1) Généralités

                2) Les compositions

                               2-1) Le péricarpe de la cabosse

                               2-2) Le mucilage englobant les fèves

                               2-3) Les fèves

                                               2-3-1) Beurre de cacao

                                               2-3-2) Les matières glucidiques

                                               2-3-3) Les alcaloïdes

                                               2-3-4) Les polyhydroxyphénols

                                               2-3-5) Les acides organiques

                3) Les fermentations, le séchage des graines

                               3-1) La fermentation anaérobie

                               3-2) La fermentation aérobie

                               3-3) Les transformations à l'intérieur de la graine

                               3-4) Le séchage des graines

                4) La torréfaction

                5) Les traitements post-torréfaction

                               5-1) Le concassage

                               5-2) Le conchage

 

Annexe 1  Cellulose et hémicellulose

Annexe 2  Les lignines

Annexe 3  Glucose, fructose

Annexe 4  Les pectines

Annexe 5  Les tocophérols – Leur rôle d'antioxydant des lipides.

Annexe 6  Biosynthèse de la sérotonine à partir du tryptophane

Annexe 7  Biosynthèse de la mélatonine à partir du tryptophane

Annexe 8  L’amidon

Annexe 9  La réaction de Maillard

 


1) Généralités :

 

CACAO.jpg

CABOSSE1.jpg

 

CABOSSEINTERIEUR

Theobroma cacao L.,Boston Public Library – Domaine public -

 

Le cacaoyer (Theobroma cacao L.) est un arbre de 5m de haut environ, de la famille des Sterculiacées qui pousse dans les régions chaudes et humides de part et d'autre de l'équateur ; sur le tronc et les branches principales, de petites fleurs blanches ou roses (environ 1cm) apparaissent par milliers chaque année (arbre cauliflore) ; seulement 1% environ de ces fleurs, pollinisées par de petits insectes, donneront des fruits, les cabosses (200 à 800g) de forme ovale, plus ou moins allongées (une vingtaine de centimètres de long, une dizaine de centimètres de diamètre), de couleur brun rouge à maturité, marquées de sillons et dont l’intérieur ressemble à des épis de maïs, qui regroupent 25 à 60 graines aplaties blanches à violettes, appelées fèves, mesurant entre 2 et 3 centimètres de long et environ 1 centimètre d'épaisseur, pesant 2 à 3 grammes. Elles sont encastrées dans une pulpe de couleur blanche ou blanc cassé, aqueuse, mucilagineuse, sucrée et acide.

Il existe trois groupes principaux de cacao :

Le Criollo, le plus fin, qui vient d'Amérique centrale et qui ne représente qu' 1% de la production mondiale ; le Forastero à l'arome très fort et acide, cultivé en Amazonie, est le plus abondant (environ 80% de la production mondiale) et le Trinitario, surtout cultivé à Trinidad, un hybride entre les deux précédents.

2) Les compositions :

            2-1) Le péricarpe de la cabosse :

C'est la paroi mûrie de l'ovaire ; Il est formé de trois couches :

            - L'épicarpe charnu et épais, plus ou moins dur et pigmenté à l'extérieur.

            - Le mésocarpe mince et dur, lignifié (voir annexe 2).

            - L' endocarpe charnu et plus ou moins épais.

Le péricarpe représente environ 75% du poids de la cabosse ; il a une teneur élevée en fibres (30%), cellulose et hémicellulose, des  lignines (voir annexe 1 et annexe 2) et contient 7% de protéines. C'est un fourrage adapté aux ruminants.

Séché puis consumé il fournit une cendre contenant 40% d'hydroxyde de potassium (potasse) qui est employée comme source d'alcali dans la fabrication traditionnelle du savon en Côte d'Ivoire.

Le péricarpe peut aussi être utilisé comme engrais organique.

            2-2) Le mucilage englobant les fèves :

C'est une pulpe comestible de couleur blanche à blanc cassé, composée de 80% d'eau, 15% de glucose et de fructose (voir annexe 3), une teneur élevée en acide citrique ce qui lui confère un pH de 3,3 à 4 et en pectines (5 à 7%) (voir annexe 4).

            2-3) Les fèves :

 

FEVECACAO.JPG

Fèves de Criollo non torréfiées

Les fèves sont formées de quatre parties :

            - L'épisperme ou tégument, une couche protectrice que l'on appelle coquille quand elle est sèche ; elle représente environ 11% de la masse de la fève fermentée et séchée

            - Un noyau, constitué de deux cotylédons imbriqués de la graine comme dans le haricot ; il représente environ 88% de la masse.

            - Le germe environ 0,85%

            - L'endosperme environ 0,15%

 

GRAINECACAO.gif

La composition des fèves de cacao après fermentation et séchage est la suivante (Source SYFAB) :

            - 2 à 5% d'eau

            - 50 à 57% de matière grasse (beurre de cacao)

            - 12 à 14% de matières protéiques

            - 9,5 à 13% de matières glucidiques

            - 3 à 3,5% de matières pectiques (voir annexe 4)

            - 2,5 à 3% de cendres

            - 1,5% d'hémicellulose (voir annexe 1)

            - 2 à 4% d'alcaloïdes

            - 4 à 4,5% de polyhydroxyphénols

            - 1,5% d'acides organiques

                        2-3-1) Beurre de cacao :

Il est formé de triglycérides avec

                        - 61% d'acides gras saturés :

 

- 26% d'acide palmitique (acide hexadécanoïque)

PALMITIQUE.gif

- 35% d'acide stéarique (acide octadécanoïque)

ACSTEARIQUE.gif

 

                        - 38% d'acides gras insaturés :

- 35% d'acide oléique (acide (9Z)octadéc-9-énoïque)

ACOLEIQUE.jpg

- 3% d'acide linoléique (Acide (9Z,12Z)-octadéca-9,12-diènoïque)

ACLINOLEIQUE.jpg

 

Remarque 1 : La composition d'un beurre de cacao est stable ; les matières grasses ne rancissent pas grâce à la présence d'antioxydants naturels, les tocophérols et notamment l'α-tocophérol (voir annexe 5).

Remarque 2 : Le beurre de cacao est riche en insaponifiables composés de phytostérols (stérols végétaux) et de squalène, un triterpène :

SQUALENE

Les phytostérols ont une action antioxydante cicatrisante et apaisante (brûlures et gercures), le squalène aide à régénérer le ciment lipidique de la couche cornée de l'épiderme.

C'est pourquoi on retrouve le beurre de cacao dans des produits cosmétiques ou dermatologiques.

 

                        2-3-2) Les matières glucidiques :

Avant fermentation on trouve

- 7% d'amidon environ (voir annexe 8)

- 4% environ de cellulose (voir annexe 1)

                       

                        2-3-3) Les alcaloïdes :

 

- 2,2% environ de théobromine (ou 3,7-diméthylxanthine) : THEOBROMINE.gif

 

- 0,8% environ de caféine (ou 1,3,7-triméthylxanthine)

CAFEINE2.gif

 

- Des traces de théophylline (ou 1,3-diméthylxanthine)

THEOPHYLLINE2.gif

Ces trois composés, des dérivés méthylés de la xanthine aident, si consommés modérément, à combattre la fatigue et la somnolence.

Leur action pharmacologique correspond à un antagonisme avec les récepteurs d'un neuromodulateur, l'adénosine :

ADENOSINE.gif

Ils bloquent le récepteur A2A de celle-ci.

 

Remarque :

D'autres molécules présentes dans le cacao et qui ne sont pas à proprement parler des alcaloïdes ont un effet sur l'organisme ; c'est le cas de :

 

- La 2-Phényléthanamine (ou PEA) à raison de 1,2 mg pour 100g

PHENYLETHANAMINE

qui est naturellement produite dans l'organisme humain et joue le rôle de neurotransmetteur ou de neuromodulateur à effets stimulants.

La PEA absorbée oralement est transformée par la monoamine oxydase (M.A.O) en acide phénylacétique et seule une quantité infime atteint le cerveau.

On retrouve le squelette de cette amine dans beaucoup de composés azotés ayant une activité stimulante sur le système nerveux central :
Adrénaline, Amphétamine, Ephédrine, Mescaline, Métamphétamine, Noradrénaline.

 

- Le tryptophane

TRYPTOPHANE2.gif

est un acide aminé essentiel ; il est le précurseur métabolique de la sérotonine (annexe 6) et de la mélatonine (annexe 7) ; la mélatonine étant l'hormone qui apporte à l'organisme la notion de longueur respective du jour et de la nuit le mettant ainsi directement en relation avec l'environnement.

 

                        2-3-4) Les polyhydroxyphénols :

Ce sont essentiellement

- Des flavan-3-ols : par ordre d'abondance

MOINSEPICATECHINE.gif

PLUSCATECHINE.gif

(-) Epicatéchine

(+) Catéchine

 

mais également des dimères, des trimères

 

 

PROCYANIDINEB2.gif

PROCYANIDINEB5.gif

PROCYANIDINEC1.gif

Dimère : Procyanidine B2

Dimère : Procyanidine B5

Trimère : Procyanidine C1

(-) Epicatéchine-(4β->8) (-)épicatéchine

(-)Epicatéchine-(4β->6) (-)épicatéchine

(-)Epicatéchine-(4β->8) (-)épicatéchine (4β->8) (-) épicatéchine

 

Ces composés jouent un rôle important dans le développement de la saveur et de l'astringence du cacao. La teneur moyenne en (-) Epicatéchine du cacao fermenté 4 jours et séché au soleil est de 0,2 à 0,4%. Une diminution des procyanidines au cours de la fermentation entraîne une forte réduction de l'astringence.

 

- D'autres flavonoïdes et des anthocyanes

QUERCETINE2.gif

LUTEOLINE2.gif

 

APIGENINE.gif

Flavonol : Quercétine

Flavone : Lutéoline

Flavone : Apigénine

 

NARINGENINE.gif

CYANIDINE.gif

 

 

Flavanone : Naringénine

Anthocyanidine : cyanidine

 

 

Ce sont des antioxydants, astringents, donnant de la couleur et possédant des propriétés cardioprotectrices.

 

- Des stilbénoïdes

RESVERATROL.gif

PICEIDE.gif

Trans-resvératrol

Trans-picéide

 

à propriétés cardioprotectrices, anti-inflammatoires et anticancéreuses.

                       

                        2-3-5) Les acides organiques :

 

 

 

 

ACIDECITRIQUE.gif

ACFERULIQUE.gif

 

ACCAFEIQUE.gif

Acide citrique ou Acide 2-hydroxy-1,2,3-propanetricarboxylique

Acide férulique  ou Acide (E)-3-[(4-hydroxy-3-méthoxy)phényl]
prop-2-ènoïque

Acide caféique ou Acide 3-(3,4-dihydroxyphényl)- prop-2-énoïque

ACVANILLIQUE.gif

ACSYRINGIQUE.gif

 

Acide vanillique ou

Acide 4-hydroxy-3-méthoxybenzoïque

Acide syringique

ou Acide 4-hydroxy-3,5-diméthoxybenzoïque

 

 

3) Les fermentations, le séchage des graines

La récolte des cabosses a lieu deux fois par an à maturité (la maturation des fruits dure selon les génotypes de 5 à 7 mois). L'écabossage qui consiste à ouvrir les cabosses pour en retirer les graines se fait soit manuellement (gourdin ou machette) soit mécaniquement.

Les graines sont entourées de mucilage. Les fermentations doivent avoir lieu quelques heures après l'écabossage et donc sur le lieu de production.

Ces fermentations s'étalent sur 3 à 7 jours ; leur rôle est d'empêcher la germination et de développer les caractères organoleptiques.

Les graines sont placées en tas sur lesquels pullulent les microorganismes.

            3-1) La fermentation anaérobie

Sous l'action de levures (Saccharomyces chevalieri , Saccharomyces cerevisiae, Candida krusei en particulier …) une première fermentation, anaérobie (la densité de la pulpe empêche l'air de pénétrer) appelée fermentation alcoolique a lieu qui transforme le glucose de la pulpe en éthanol ; c'est une réaction enzymatique :

C6H12O6 -> 2 C2H5OH + 2 CO2 + 96 kJ

Une légère augmentation de la température se produit.

Les levures consomment de l'acide citrique, le pH passe de 3 à 4,5 ; les conditions deviennent alors telles qu'elles peuvent réagir sur les pectines qui constituaient un filet contenant le mucilage. Le filet est déchiré et la pulpe s'écoule alors sous forme de jus ; l'air pénètre entre les graines.

            3-2) La fermentation aérobie

Un pH plus élevé, la disparition du glucose transformé en éthanol et l'air favorisent l'entrée en action de bactéries telles que  Acetobacter aceti, Acetobacter ascendens, Acetobecter rancens, qui entraînent une fermentation enzymatique aérobie qui transforme l'éthanol en acide éthanoïque :

C2H5OH + O2 -> CH3CO2H + H2O + 490 kJ

Cette fermentation est plus exothermique que la précédente ; le milieu atteint les 50°C.

Il se forme entre 1,5 et 3,5 kg d'acide éthanoïque pour 100 kg de graines fraîches (Jonathan Dodémont  -Médiateur scientifique au département de chimie du Palais de la découverte).

L'acide éthanoïque pénètre dans les cotylédons de la graine et participe aux réactions qui s'y déroulent (entre 1kg et 1,5 kg pour 100kg). L'excédent (entre 0,5 kg et 2 kg pour 100kg) sera éliminé lors du séchage et des opérations ultérieures.

Remarque :

S'il reste, après la fermentation alcoolique, du glucose non transformé, il peut se former de l'acide lactique encore une fois par fermentation enzymatique (action de bactéries comme Lactobacillus acidophilus)

lactique       par la réaction :

 

GLUCOSELACTIQUE

 

ce qui n'est pas souhaitable car il donne mauvais goût au cacao.

            3-3) Les transformations à l'intérieur de la graine :

L'acide éthanoïque arrivant à l'intérieur des vacuoles des cellules des cotylédons va en modifier l'agencement :

ACTIONACIDEACETIQUE.gif

Avant fermentation, la matière grasse forme un film qui occupe la vacuole et maintient les substances hydrosolubles (amidon et diholosides, protéines, anthocyanidines) sous forme de globules, empêchant les enzymes provenant de microorganismes extérieurs de les atteindre.

Après action de l'acide éthanoïque les substances hydrosolubles occupent la vacuole et entourent la substance lipidique.

Des réactions enzymatiques se produisent alors au sein de la phase aqueuse :

            - Les substances polyphénoliques glycosylées sont hydrolysées ; la partie osidique se séparant de la partie aglycone.

            - Des phénol oxydases oxydent les fonctions phénol des flavonoïdes et il se forme des polymères bruns responsables en partie de la coloration brune du cacao : c'est le brunissement enzymatique. Ces réactions qui diminuent le taux en procyanidols et procyanidines entraînent une forte réduction de l'astringence.

            - Des protéases : elles hydrolysent les protéines ; il se forme des peptides et des acides aminés, précurseurs d'arômes lors de la torréfaction.

Lors de la fermentation, il y a dissolution et drainage d'une partie des alcaloïdes (théobromine, caféine) et diminution de l'amertume.

De plus la faculté germinative de la graine disparaît dès que la température atteint les 43 à 45°C.

            3-4) Le séchage des graines :

C'est une opération importante. Elle peut se faire

            - naturellement sous l'effet du soleil (généralement dans les petites exploitations)

            - ou artificiellement (séchoirs à air chaud)

Il faut brasser les fèves assez fréquemment.

Cette phase dure entre deux semaines pour un séchage naturel et un à deux jours (séchage artificiel) ; lorsqu'elles sont suffisamment sèches les fèves craquent si on les comprime avec la main.

L'humidité baisse d'environ 60% à environ 7%.

De l'acide éthanoïque (cet acide étant relativement volatil) est éliminé.

Remarque :

- Les fèves séchées artificiellement ont une acidité résiduelle plus importante que les autres.

- Le séchage augmente les teneurs en pyrazines,

PYRAZINE.gif

Noyau pyrazine

ainsi que celles (de façon moins importante) des aldéhydes, cétones, esters et furannes ce qui donne des notes florales, fleuries ou fruitées à certains cacaos.

C'est le dernier traitement réalisé sur le lieu de production ; les fèves sèches dans leur coque sont ensuite vendues et tous les traitements ultérieurs auront lieu chez l'acheteur.

4) La torréfaction :

Il s'agit du chauffage des fèves de cacao dans leur coque à haute température (120°C à 140°C) dans des sortes de tambour rotatif, pendant un temps limité. L'importance du chauffage et le temps diffèrent selon les variétés de cacao utilisées et les parfums que le torréfacteur souhaite exprimer.

Remarque : certains torréfacteurs débarrassent préalablement les graines de leur coque ; cela ne favorise pas la torréfaction uniforme, ce qui nuit aux qualités du produit torréfié.

C'est une opération capitale dont dépendront les qualités organoleptiques du produit obtenu.

La torréfaction :

            - abaisse le taux d'humidité des fèves de 7% à 2%.

            - finit d'éliminer l'acidité qui est apparue lors de la fermentation.

            - développe les arômes et contribue à la couleur du produit final, par la réaction de Maillard.

Remarque :

La réaction de Maillard est une réaction entre la fonction carbonyle

CARBONYLE2.gif

d'un ose et la fonction amine (-NH2) d'une protéine ou d'un acide aminé, à chaud.
Il se forme une imine, qui se réarrange (réarrangement d'Amadori) et conduit à une cétone qui peut alors réagir elle aussi avec une autre fonction amine. Il peut ainsi se produire une polymérisation qui aboutit à des produits bruns.

MAILLARD.gif

Réarrangement d'Amadori:
AMADORI.gif
La réaction de Maillard est favorisée à pH compris entre 4 et 7, gamme de pH de la plupart des aliments.

Les produits obtenus sont nombreux et les réactions complexes (voir annexe 9) ; on a notamment identifié

 

- Le 2-phényléthanol, le benzaldéhyde (notes fruitées)

PHENYLETHANOL

BENZALDEHYDE

2-Phényléthanol

Benzaldéhyde

 

 

- L'hexanal (notes vertes)

HEXANAL

L'hexanal

- Le 1,4-diméthylbenzène (odeur de viande grasse froide), le diacétyle (odeur de beurre)

14DIMETHYLBENZENE.gif

 

DIACETYLE.gif

1,4-diméthylbenzène

Diacétyle

 

- le 2-acétylpyrazine, le maltol (notes grillées)

 

ACETYLPYRAZINE

MALTOL

2-Acétylpyrazine

Maltol

Une vue d'ensemble est exposée en annexe 9.

5) Les traitements post-torréfaction :

Ils dépendent de ce que l'on souhaite obtenir.

Souvent le but poursuivi est la fabrication de chocolat.

On procède alors successivement au concassage puis au conchage des fèves de cacao.

            5-1) Le concassage :

Il a pour but de séparer la coque de la graine torréfiée ainsi que de la peau qui entoure la graine.

Pour cela les graines torréfiées sont placées dans un moulin mécanique et sont concassées en particules assez grossières. Le tout est alors déversé sur des tamis successifs à maille décroissante (tarares).

Le tégument, le germe et la coque sont aspirés et après compactage serviront d'engrais ou d'alimentation pour le bétail.

Les graines de cacao ainsi nettoyées et grossièrement broyées constituent le grué.

            5-2) Le conchage :

Le grué est chauffé (70°C) et introduit dans des meules qui en plusieurs heures (souvent 15 à 20h voire plus) transforment le grué en une pâte de cacao plus ou moins liquide et onctueuse.

Mélangée à du sucre de canne et parfois encore un peu de beurre de cacao et malaxée soigneusement cette pâte en se refroidissant deviendra un bloc de chocolat noir de teneur 72 à 77% de cacao ; si on ajoute du lait avant malaxage, c'est du chocolat au lait qui sera obtenu.

Remarque : La pâte de cacao est parfois dégraissée c'est-à-dire que l'on en extrait le beurre de cacao par pression ; il reste alors une poudre qui s'agglomère en une masse que l'on appelle tourteau.

Le beurre de cacao est démucilaginé par centrifugation, désodorisé grâce à de la vapeur d'eau qui entraîne les acides gras à odeur rance. Il est utilisé pour fluidifier les chocolats.

Le tourteau est dit gras s'il contient plus de 20% de beurre de cacao et dégraissé dans le cas contraire. Les tourteaux sont concassés  puis réduits en poudre que l'on appelle poudre de cacao. Elle est incorporée à froid dans des pâtes à glacer, des crèmes, des biscuits et sert d'enrobage par exemple aux truffes.


Annexe 1  Cellulose et hémicellulose

                - La cellulose :

Il s'agit d'un polymère fait d'enchaînements de β-D-glucopyranose

BETADGLUCOPYRA.gif
CELLULOSE.gif
Les différentes chaînes linéaires placées côte à côte sont liées par de nombreuses liaisons hydrogène ce qui donne à ce matériau une très grande rigidité et qui explique qu'elle est la substance de soutien (parois) des cellules jeunes des végétaux.
La cellulose pratiquement pure est tirée du fruit du cotonnier; il contient des graines recouvertes d’un duvet formé de fibres de 2 à 7 cm de long; débarrassées des impuretés, ces fibres constituent le coton hydrophile.
La cellulose s’obtient également à partir du bois ; le bois est essentiellement constitué de cellulose et de lignine; un traitement à l’hydrogénosulfite de calcium détruit la lignine; il reste la pâte de bois; on en fait le papier, le carton, ....
Elle n'est pas attaquable par les sucs digestifs de l'homme. C'est une matière première de tout premier ordre dans l'industrie chimique.
Elle est insoluble dans l'eau et la plupart des solvants organiques et n'est solubilisée que par une solution ammoniacale d'hydroxyde de cuivre(II) : la liqueur de Schweitzer. Son hydrolyse acide conduit au glucose.

 

                - Hémicellulose ou pentosanes :

a) Composition :
Les hémicelluloses sont des polymères plus courts (masse molaire inférieure) ou ramifiés formés à partir de pentoses (oses à cinq atomes de carbone comme le xylose), ou d'hexoses autres que le glucose (galactose par exemple). Quelle que soit l'espèce d’arbre on retrouve la même structure pour la cellulose alors que les hémicelluloses ont des compositions et des structures qui varient considérablement selon qu'elles proviennent de feuillus ou de résineux. Les hémicelluloses de feuillus sont généralement plus riches en pentoses, que celles des résineux qui habituellement contiennent davantage d'hexoses.

b) Exemples d'hémicelluloses présentes dans le bois :
Les xylanes par exemple que l'on trouve en abondance dans le bois de bouleau (Betula pendula et betula lenta) correspondent à des unités de xylopyrannose unies entr'elles par des liaisons β-1->4-glycosidiques ; le schéma simplifié ci-dessous montre ces enchaînements de xylose.
XYLANE

Dans les xylanes il y a aussi des substituants latéraux d'acide glucuronique et des fonctions alcool (-OH) sont méthoxylées (transformées en –OCH3):
HEMIXYLANE
Les glucomannanes ou les galactomannanes existent en plus grande quantité dans les résineux.


Annexe 2 Les lignines

a) Composition :
C'est le troisième constituant de la paroi cellulaire (constituant de la paroi secondaire des cellules des végétaux) ; c'est un polymère réticulé (tridimensionnel) dont la structure complexe varie, comme pour les hémicelluloses, en fonction de l'espèce, de l'âge du végétal et des conditions climatiques.
On peut cependant dégager une structure de base commune dite "phénol propane" :

- pour les plantes annuelles :

LIGNINE2

- pour les bois résineux :

LIGNINE1

- pour les bois feuillus :

LIGNINE3

La représentation ci-dessous donne un modèle de la structure de lignine de pin, d'après Adler (1977) :

Lignine.gif

Insistons sur le fait que la représentation ci-dessus n'est qu'un modèle statistique issu de données analytiques fragmentaires pour le pin ; on ne peut en effet considérer la structure de ce polymère comme résultant de la répétition régulière d'un motif.

 

b) Rôle :
La lignine agit comme un ciment entre les fibres du bois et comme élément rigidifiant à l'intérieur des fibres.
Les lignines de feuillus ayant plus de groupements méthoxy, présentent moins de liaisons intermoléculaires (liaisons hydrogène) et sont par conséquent plus facilement dissoutes.


Annexe 3  Glucose, fructose.

 

GLUCOSE

  FRUCTOSE

Glucose

Fructose


Annexe 4 Les pectines

C'est un ensemble complexe formé d'une ossature majoritaire résultant d'un enchaînement d'acides α-D-galacturonique liés en 1-4 (unités homogalacturonanes)

PECTINE1.jpg

Certaines des unités homogalacturonanes peuvent être méthylées et/ou acétylées :

PECTINES2.gif

Certaines unités homogalacturonanes peuvent être substituées par des oses :

                - Rhamnogalacturonanes

L'ose est alors le L(-)-rhamnose :

RHAMNOSE1.gif

RHAMNOSE2.gif

                - Xylogalacturonanes

L'ose est alors le D(+)-xylose :

XYLOSE2.gif

XYLOSE1.gif

                - Apiogalacturonanes

L'ose est alors le D-apiose

APIOSE.gif

APIOSE3.gif

On peut donner un aperçu général de la structure d'une pectine par le schéma suivant :

PECTINE3.jpg

Roger PRAT, Michèle MOSINIAK, Jean-Claude ROLAND : La paroi primaire de la cellule végétale ; les pectines.

 

Les pectines sont utilisées dans les industries cosmétique, pharmaceutique ainsi que dans l'industrie alimentaire où elles servent (E 440) comme agent de texture, gélifiants, stabilisants et épaississants (confitures par exemple).

Les facteurs influant sur le mécanisme d'association des pectines et donc sur la formation des gels sont, le degré de méthylation (% de méthylation de la chaîne principale) le pH, la concentration en sucres et en acides, la présence de chaînes latérales et le degré de polymérisation (longueur des chaînes principales).

A titre de comparaison on donne la quantité de pectines (en % du poids frais) trouvée dans différents fruits et légumes courants :

                - Pomme (0,5 - 1,6%)

                - Banane (0,7 - 1,2%)

                - Carotte (0,2 – 0,5%)

                - Pulpe de citron (2,5 – 4%)

                - Pêche (0,1 – 0,9%)

                - Fraise (0,6 – 0,7%)

                - Tomate (0,2 – 0,6%)


Annexe 5

Les tocophérols – Leur rôle d'antioxydant des lipides.

                - α-Tocophérol

ALPHATOCO.gif

                - β-Tocophérol

BETATOCO.gif

                - γ-Tocophérol

GAMMATOCO.gif

                - d-Tocophérol

DELTATOCO.gif

Rôle d'antioxydant des lipides en prenant l'exemple de l' α-Tocophérol :

En transformant un radical libre lipidique (oxydation de la matière grasse par l'oxygène de l'air en présence d'UV) en ion, l'alphatocophérol empêche la réaction en chaîne de dégradation des lipides de se produire.

ANTIOXDESLIPIDES.jpg


Annexe 6

Biosynthèse de la sérotonine à partir du tryptophane :

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Molécule dérivée de l'indole présente en abondance dans le règne animal et végétal, qui semble avoir une importance considérable dans les processus mis en jeu dans l'activité mentale (neurotransmetteur). Quand sa concentration dans le cerveau n'est plus normale il s'ensuit un état de schizophrénie.


Annexe 7

Biosynthèse de la mélatonine à partir du tryptophane :

 

Les deux premières étapes correspondent à la biosynthèse de la sérotonine :

 

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La mélatonine est une hormone secrétée par l'épiphyse selon un rythme circadien. Joue un rôle dans la régulation du sommeil.


Annexe 8

L’amidon :

L’amidon se compose d'enchaînements 1-4 de molécules de α–D–glucose. Il est stocké (en réserve) dans les graines, les tubercules, les bulbes et les rhizomes. Selon la variété de plantes concernée, les grains d’amidon ont une taille et une forme variables, et leur agencement peut lui aussi différer d’une plante à l’autre. On distingue deux sortes d’amidon :
a) L’amylose : l'amidon en contient de 10–30%. La macromolécule a une masse molaire de 100 000 à 300 000 Daltons. Les molécules de α–D–glucose sont linéaires, et liées du C1 de l'une au C4 d'une autre. La chaîne présente une structure hélicoïdale. L’inclusion de molécules de diiode (plus exactement de polyiodures comme par exemple I3-, I5-) dans cette hélice est connue sous le nom de réaction amido–iodée et se traduit par une forte absorption de la lumière qui provoque l'apparition d'une couleur bleue intense.

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b) La seconde sorte d’amidon est l’amylopectine ou iso-amylose ; l'amidon en contient de 70% à 90%. Les chaînes de glucose sont fortement ramifiées ; On distingue des enchaînements 1-4 comme dans l'amylose avec fréquemment des enchaînements 1-6 qui constituent les ramifications.
 
AMYLOPECTINE
Une plante, tout comme un organisme animal, est en mesure de dissocier, au moyen d’enzymes, des particules d’amidon solubles (et de ce fait aisément transportables). Le meilleur exemple est sans doute celui de la formation du sucre de malt (maltose) par germination de grains d’orge au cours de la fabrication de la bière. L’amidon est le glucide le plus important pour l’alimentation.


Annexe 9

La réaction de Maillard

Le schéma simplifié de la réaction de Maillard (adapté de Hodge, 1953) est le suivant :

 

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