Jeannette Fakorede, Marius Eric Badoussi, Yêyinou Laura Estelle Loko, Faouziath Sanoussi, Gbèblonoudo Anicet Dassou, Célestin Tchekessi, Innocent Bokossa Yahou & Anagonou Alexandre Dansi

Évaluation des caractéristiques fonctionnelles et rhéologiques des farines d'igname pilée instantanées (Dioscorea rotundata) obtenues à partir des tubercules des cultivars utilisés comme parents dans un programme de sélection au Bénin

Résumé

Description du sujet. En Afrique de l’Ouest, les tubercules d’igname sont principalement consommés sous forme pilée. Cependant, vu la forte périssabilité des tubercules frais, la consommation de l’igname pilée tout le long de l’année est une préoccupation majeure. La transformation des tubercules en produits stables tels que la farine instantanée et pouvant donner une pâte ayant des caractéristiques similaires à celles de l’igname pilée est devenue une priorité.

Objectifs. Évaluer les propriétés fonctionnelles et rhéologiques des farines d’igname pilée instantanées (InstAgoun) produites à partir de 48 cultivars utilisés comme parents dans un programme de sélection sur les ignames au Bénin.

Méthode. Les farines issues des 48 cultivars d’igname ont été caractérisées par rapport à leur couleur et leurs propriétés fonctionnelles et rhéologiques en utilisant des méthodes standardisées.

Résultats. Les résultats ont montré que le rendement de production en farine (14,7–27,9 %), la couleur (L* : 70,1–83,9 ; a* : -1,2—1,6 ; b* : 0,8–13,6), la solubilité (6,4–11,9 %), la viscosité au pic (1 048–4 376 cPs), la viscosité finale (1 568–6 251 cPs), la viscosité de maintien (875–4 004 cPs), la rupture de viscosité (14–592 cPs), le recul de viscosité (395–2 418 cPs), le temps au pic de viscosité (5–8 min) et la température de gélatinisation de l’amidon (73–93 °C) des farines produites ont varié significativement en fonction des cultivars d’igname. Cependant, aucune différence significative n’a été observée au niveau du pouvoir de gonflement des farines dérivées des différents cultivars qui a varié de 3,2 à 5,1 g·g^-1. Au regard des caractéristiques fonctionnelles et rhéologiques, huit cultivars prometteurs (Singor, Parayobou, Agbaobé, Portchahabim, Tarayè, Tchée, Anklouman, Kpagninan) ont été identifiés comme les plus aptes à la production de la farine d’igname pilée instantanée.

Conclusions. Une introduction effective de ces huit cultivars prometteurs dans des programmes d’amélioration variétale pourrait permettre de générer des variétés qui répondront aux exigences de qualité des différents acteurs, à savoir les producteurs, les transformateurs et les consommateurs pour l’amélioration de la chaine de valeur de l’igname en République du Bénin

Abstract

Assessment of the functional and rheological characteristics of instant pounded yam (Dioscorea rotundata) flour obtained from the tubers of cultivars used as parents in a breeding program in Benin

Description of the subject. In West Africa, yam tubers are mainly consumed in the pounded form. However, in view of the high perishability of fresh tubers, the consumption of pounded yam throughout the year is becoming a major concern. The transformation of tubers into stable products, such as instant flour that can give a dough with characteristics similar to that of pounded yam, has become a priority.

Objectives. To evaluate the functional and rheological properties of instant pounded yam flour (InstAgoun) produced from 48 cultivars used as parents in a selection program on yams in Benin.

Method. The flours from the 48 yam cultivars were characterized in terms of their color and their functional and rheological properties, using standardized methods.

Results. The results showed that the flour yield (14.7 – 27.9%), color (L*: 70.1 – 83.9; a*: -1.2 – 1.6; b*: 0.8 – 13.6), solubility (6.4 – 11.9%), peak viscosity (1,048 – 4,376 cPs), final viscosity (1,568 – 6,251 cPs), holding strength viscosity (875 – 4,004 cPs), viscosity breakdown (14 – 592 cPs), viscosity setback (395 – 2,418 cPs), peak time (5 – 8 min) and the starch pasting temperature (73 – 93 °C) of the flours produced varied significantly depending on the yam cultivars. However, no significant difference was observed in the swelling power of the flours derived from the different cultivars, which varied from 3.2 to 5.1 g·g^-1. In terms of functional and rheological characteristics, eight promising cultivars (Singor, Parayobou, Agbaobé, Portchahabim, Tarayè, Tchée, Anklouman, and Kpagninan) were identified as the most suitable for producing instant pounded yam flour.

Conclusions. An effective introduction of these eight promising cultivars into breeding programs could generate varieties that will meet the quality requirements of the various program participants for the improvement of the yam value chain in the Republic of Benin.

Table of content

1. Introduction

1L'igname est un aliment de base de grande importance en Afrique de l’Ouest (Ogunlade et al., 2011 ; Amoo et al., 2014). Au Bénin, la production moyenne annuelle d’igname sur les dix dernières campagnes est de 2 730 000 t, ce qui classe le Bénin au quatrième rang des pays producteurs d’igname après le Nigeria (70 % de la production mondiale), la Côte d’Ivoire (9 %) et le Ghana (7 %) (FAO, 2018). L’igname est considérée comme l’un des produits stratégiques pour la sécurité alimentaire au Bénin puisque le Bénin vient en tête en termes de consommation d'igname (418 kcal) par habitant et par jour (FAO, 2018). Les départements favorables à sa production sont les Collines, le Borgou, la Donga, l’Atacora, l’Alibori, le Zou et le Plateau (Adifon et al., 2019).

2Plusieurs espèces d’igname sont en culture au Bénin, mais l’espèce Dioscorea rotundata Poir. est la plus cultivée et occupe plus de 95 % des superficies emblavées, avec une production moyenne annuelle qui s’élève à 2 366 000 t (FAO, 2018). L’igname constitue une bonne source d’éléments nutritifs (glucides, fibres, protéines, minéraux et vitamines) et est le plus riche en protéines de tous les tubercules (Nwakaudu et al., 2017 ; Mulualem et al., 2018). La consommation sous forme pilée, appelée « tchokourou » en bariba et « agou » en fon, plus connue dans la sous-région d’Afrique de l’Ouest sous le nom de « foutou », est la forme la plus appréciée des populations du Bénin (Adifon et al., 2019). Les autres formes de consommation à partir des tubercules frais sont la purée d’igname et l’igname frite, surtout commercialisée avec le beignet de niébé. Traditionnellement, l'igname pilée est fabriquée en battant vigoureusement l'igname bouillie dans des mortiers avec des pilons par une ou plusieurs personnes, selon la quantité. Cette méthode prend du temps, est fastidieuse, insalubre et nécessite un travail considérable, ce qui augmente le cout de la préparation. Aussi, les ignames fraiches étant saisonnières et hautement périssables du fait de leur teneur en eau élevée, la consommation de l’igname pilée tout au long de l’année devient une préoccupation majeure (Olayemi, 2012 ; Nwakaudu et al., 2017) aussi bien pour les transformatrices que pour les consommateurs.

3Les pertes lors du stockage sont connues pour être importantes et, selon les espèces et l'environnement de stockage, peuvent être de l'ordre de 30 à 60 % en trois à six mois (Amusa et al., 2003 ; Ogunleye & Ayansola, 2014). Ces limites ont fait naître le besoin d'une méthode moins ardue et moins couteuse de fabrication de l'igname pilée. Récemment, la farine d’igname pilée instantanée est devenue une alternative émergente au pilage de l'igname bouillie, car elle peut facilement être transformée en igname pilée en dissolvant simplement une masse mesurée de farine dans un volume quantifié d'eau bouillie et en remuant soigneusement le mélange jusqu'à ce que la consistance souhaitée soit atteinte (Otunola & Ogunbiyi, 2005). La production de la farine d'igname pilée instantanée comprend six étapes, à savoir : le lavage, le pelage, le tranchage, la précuisson, le séchage, le broyage et le tamisage (Babajide et al., 2007). Selon Oke & Workneh (2013), la production de farine d’igname pilée instantanée réduit les pertes de stockage, les couts de commercialisation et de transport. Cette technologie permet également une transformation rapide et à grande échelle (industrielle ou semi-industrielle) de l’igname, rend l’igname pilée disponible en toute saison et, finalement, offre aux ménages et aux restaurants un mode de préparation plus facile (Oluwamokumi & Adeyemi, 2015). Les variétés d’ignames de l’espèce D. rotundata présentent des différences dans leurs aptitudes à la production de produits alimentaires spécifiques (Otegbayo et al., 2006).

4Au Bénin, 48 cultivars d’igname de l’espèce D. rotundata ayant des caractéristiques morphologiques et agronomiques variées et une bonne valeur marchande sont utilisés comme parents dans un programme de sélection pour la création de variétés élites. Considérant que la bonne aptitude technologique des tubercules pour les plats à base d’igname est un critère essentiel pour l’acceptation de nouvelles variétés par les agriculteurs, les transformateurs et les consommateurs, les sélectionneurs d'ignames se doivent d’en tenir rigoureusement compte lors du processus de sélection (Otegbayo et al., 2006 ; Kanu et al., 2018 ; Otegbayo et al., 2018). Les parents doivent être donc bien caractérisés sur le plan technologique pour une meilleure orientation des croisements. Chez les plantes à racines et tubercules, la qualité des produits de transformation est généralement déterminée par les propriétés fonctionnelles et rhéologiques de leur amidon (Rosida et al., 2017). L'acceptabilité globale de la farine d’igname pilée instantanée est accessible par l’évaluation subjective des attributs sensoriels (sensation en bouche, capacité d'étirement, arôme et gout) et texturaux (l'élasticité, la dureté de la cohésion, l'adhésivité) de la pâte dérivée de cette farine par le consommateur (Olagunju-Yusuf et al., 2019). Ces types de farines instantanées d’igname pilée sont très demandés sur le marché par les consommateurs et transformateurs urbains (Olagunju-Yusuf et al., 2019). Les caractéristiques rhéologiques et fonctionnelles des farines issues des tubercules des différents cultivars d’igname sont un indicateur potentiel de la qualité de la texture de l'igname pilée et peuvent contribuer à la sélection de variétés d'igname pour la transformation commerciale. L’objectif de cette étude est double. Il s’agit :

5– d’évaluer les propriétés fonctionnelles et rhéologiques des farines instantanées produites à partir des tubercules de 48 variétés d’igname utilisées comme parents dans un programme de sélection au Bénin en vue d’une meilleure orientation des croisements ;

6– d’identifier, au regard des caractéristiques fonctionnelles et rhéologiques des cultivars examinés, ceux qui sont les plus aptes à la production de la farine d’igname pilée instantanée (InstAgoun).

2. Matériel et méthodes

2.1. Matériel utilisé et sa transformation en farine

7Le matériel utilisé a été constitué de tubercules matures de 48 cultivars d’igname de l’espèce D. rotundata (44 cultivars locaux et 4 hybrides OP) utilisés comme parents dans le programme de sélection sur les ignames au Bénin. Ces cultivars ont été maintenus au champ sur la ferme expérimentale du Laboratoire des Biotechnologies, Ressources Génétiques et Amélioration des Espèces Animales et Végétales (BIORAVE) sise à Hlagba Lonhmè dans la commune de Zogbodomey au sud du Bénin.

8Les tubercules récoltés par variété ont été utilisés pour la production de farines d’igname pilée instantanées (InstAgoun) suivant la méthode décrite par Olaoye & Oyewole (2012). Les tubercules correctement lavés à l’eau du robinet sont épluchés et découpés en de petites tranches à l’aide d’un couteau de cuisine en acier inox. Les petites tranches de tubercules obtenues sont précuites à une température de 100 °C pendant 10 min et laissées à refroidir pendant 5 à 10 min, puis émiettées au mortier. Les miettes d’ignames précuites ont été séchées, sur des plateaux de séchage dans un séchoir hybride de marque GeHO, à une température variant entre 60 °C et 65 °C pendant 24 h. Les miettes d'ignames précuites séchées ont été moulues en farine à l'aide d'un broyeur à marteaux de marque IMEX, puis tamisées à travers un tamis de 250 µm de diamètre (Tortoe et al., 2014). Pour chacun des cultivars d’ignames, le rendement en farine a été déterminé en faisant le ratio entre le poids de farine obtenu après mouture (Pm) et le poids de matières premières après épluchage (Pmp). Les farines d’igname pilée « agoun » instantanées obtenues ont été enfin emballées dans des sacs en polypropylène hermétiquement scellés pour être conservées à 4 °C pour les analyses appropriées (couleur, propriétés fonctionnelles et rhéologiques).

2.2. Détermination de la couleur des farines instantanées d’igname

9La couleur des 48 échantillons de farines instantanées d’igname a été déterminée en utilisant un chromomètre Minolta (CR-310 Minolta, Japon) selon la méthodologie décrite par Kolsi et al. (2017). Le dispositif a été calibré avec la céramique blanche de référence (L* = 97,8 ; a* = 0,3 et b* = 1,5) avant les déterminations. La couleur des farines a été décrite dans la notation L * a * b*, où L* est une mesure de la luminance ou clarté, a* définit les composants sur l'axe rouge-vert ou la saturation en rouge et b* les composants sur l'axe jaune-bleu ou la saturation en jaune. Toutes les mesures ont été effectuées en trois répétitions.

2.3. Détermination des caractéristiques fonctionnelles des farines instantanées d’igname

10La méthode décrite par Afiukwa et al. (2013) a été utilisée pour déterminer le pouvoir de gonflement (PG) et l’indice de solubilité (IS) des différentes farines produites. PG et IS ont été respectivement calculés comme suit :

11avec IS = indices de solubilité, PSS = poids sec surnageant, IG = pouvoir de gonflement, PHC = poids humide culot et PSC = poids sec culot.

2.4. Détermination des caractéristiques rhéologiques des farines instantanées d’igname

12Les profils de viscosité de suspensions des farines instantanées d’igname ont été obtenus en utilisant le viscosimètre : Rapid Visco Analyzer (RVA Super 3, Newport Scientific pty Ltd, Australie ; tel que recommandé par Newport Scientific, 1998). À 3,5 g (base humide) d’échantillon de farine de chaque culivar, a été ajoutée de l'eau distillée de manière à obtenir une suspension à 12 % pour les différents essais. Le profil de 12 min a été utilisé, avec le régime temps-température suivant : température à vide 50 °C pendant 1 min, chauffée de 50 à 95 °C en 3 min 45 s, puis maintenue à 95 °C pendant 2 min 30 s. L’échantillon a ensuite été refroidi à 50 °C en une période de 3 min 45 s, suivi d’une période de 2 min où la température a été maintenue à 50 °C (Otegbayo et al., 2006). Les indices de profil de viscosité enregistrés ont été :

13– la température de gélification : c’est la température à laquelle les granules d’amidon commencent à gonfler, perdant leur cristallinité et démarrant la viscosité du milieu de cuisson (Shimelis, et al., 2006) ;

14– la viscosité au pic : ce paramètre indique le point auquel les amidons atteignent la viscosité maximale au cours de la gélatinisation (Limpisut & Jindal, 2002) ;

15– la viscosité finale : c’est le paramètre le plus communément utilisé pour caractériser la capacité d’un matériel à gélifier après cuisson (Shimelis et al., 2006 ; Onitilo et al., 2007 ; Osungbaro et al., 2012) ;

16– la viscosité de maintien correspond à la plus faible viscosité de la pâte chaude ;

17– la rupture de viscosité indique la chute de viscosité en fin de cuisson (Limpisut & Jindal, 2002) et reflète l’affaiblissement de la structure des granules d’amidon après leur gonflement au cours de la gélatinisation (Lawal, 2004) ;

18– le recul de viscosité est un indicateur de la rétrogradation de l’amylose (Betancur et al., 2001).

2.5. Analyses statistiques

19Les mesures des propriétés fonctionnelles, rhéologiques et des couleurs ont été prises en trois répétitions et les données générées ont été analysées à l’aide d’une ANOVA (analyse de variance) avec le logiciel IBM SPSS Statistics version 25. La normalité des données a été testée avant l’ANOVA, les données ne remplissant pas cette condition ont été log-transformées pour homogénéiser les variances. Les différentes moyennes présentant des différences significatives ont été séparées à l’aide du test de Student Newman Keuls (SNK). La significativité statistique a été fixée à un niveau d'intervalle de confiance de 95 %. Afin d’évaluer la relation existante entre les différents paramètres utilisés pour évaluer les propriétés rhéologiques des farines obtenues, un test de corrélation de Spearman a été fait à l’aide du logiciel Minitab version 14. Un dendrogramme a été réalisé pour classer les cultivars suivant les caractéristiques rhéologiques. Le choix de la hauteur de coupe du dendogramme a été effectué en se basant sur la partition présentant une grande variation d’inerties. Une analyse en composante principale (ACP) a été faite pour décrire les relations entre les variables étudiées. Les logiciels R 3.4.0 et Minitab 2017 ont été utilisés pour les analyses statistiques. La fonction PCA du package FactoMineR (Lê et al., 2008) a été utilisée pour la réalisation des différentes analyses en composante principales (ACP). Des boites à moustache (Boxplot) ont été construites à l’aide du logiciel R pour décrire la variation des valeurs prises par les groupes de cultivars pour chaque variable étudiée.

3. Résultats

3.1. Variation du rendement de production et de la couleur des farines instantanées (InstAgoun) produites en fonction des cultivars d’igname

20Le rendement en farines de « agoun » instantanées (InstAgoun) des cultivars d’igname a varié de 14,7 à 27,9 % avec une moyenne de 22,1 ± 0,3 %. Le rendement en farines a été influencé significativement (p < 0,05) par les cultivars d’igname utilisés pour la production de farine. Les cultivars Bakarou et Kagourou ont donné les rendements en farine les plus élevés, tandis que les cultivars Singor et Soussouka ont présenté le plus faible rendement en farine instantanée (Tableau 1).

21Les paramètres de la couleur des différentes farines « InstAgoun » obtenues à partir de chacun des cultivars d’ignames ont montré que ceux-ci ont un effet significatif (p < 0,05) sur les valeurs de l’indice de la saturation en rouge (a*), l’indice de saturation en jaune (b*) et la luminance ou clarté (L*). Les indices de saturation en rouge et de saturation en jaune ont varié respectivement de -1,2 à 1,6 et de 0,8 à 13,6. Les farines instantanées d’agoun issues des cultivars Bakarou et DrA65-2003 ont présenté un indice de luminance significativement réduit par des saturations en rouge et en jaune, par rapport à celles des farines issues des autres cultivars d’igname (Tableau 1).

22La luminance a varié de 70,1 à 83,9 avec une moyenne de 78,7 ± 0,3. Les farines instantanées d’agoun issues des cultivars Kagourou, Anklouman, Katala, Tchée et Wokourou apparaissent comme les plus blanches avec des luminances supérieures à 80.

23Le cultivar Kagourou, présentant la plus forte luminance, a également revélé une forte rentabilité à la transformation en farine, alors que le cultivar Katala, malgré la forte clarté, a présenté de faibles rendements à la transformation (Tableau 1).

3.2. Caractéristiques fonctionnelles des farines dérivées des cultivars de Dioscorea rotundata produits au Bénin

24Le pouvoir de gonflement des farines instantanées n’a pas varié significativement (p ˃ 0,05) en fonction des cultivars d’ignames évalués. Sa valeur a été comprise entre 3,2 et 5,1 g·g^-1 avec une moyenne de 4,1 ± 0,1 g·g^-1 (Tableau 2). Les cultivars Portchabim, Singor et Dambani ont présenté les pouvoirs de gonflement les plus élevés en comparaison avec les autres cultivars évalués. Une différence significative (p ˂ 0,05) a été observée entre les farines instantanées issues des différents cultivars en ce qui concerne leur indice de solubilité qui a varié de 6,4 à 11,9 % avec une moyenne de 9,8 ± 0,1 %. La farine instantanée issue du cultivar Singor a présenté l’indice de solubilité moyenne le plus élevé, tandis que celle du cultivar Wouroutani a présenté l’indice de solubilité le plus faible (Tableau 2).

3.3. Propriétés rhéologiques des farines instantanées dérivées des cultivars d’igname Dioscorea rotundata produits au Bénin

25Le tableau 3 présente les résultats des propriétés rhéologiques des 48 cultivars d’ignames mis en évaluation. La viscosité au pic et de maintien des farines issues des 48 cultivars a varié respectivement de 1 048 à 4 376 cPs et 875 à 4 004 cPs, avec une moyenne de 2 257 ± 63 cPs et de 2 128 ± 60 cPs respectivement, alors que les valeurs obtenues pour la viscosité finale ont fluctué entre 1 568 et 6 251 cPs avec une moyenne de 3 048 ± 89 cPs. L’analyse des variances des valeurs des paramètres rhéologiques des farines issues de différents cultivars d’igname étudiés ont montré qu’il existe une différence hautement significative entre la viscosité au pic, la viscosité finale, la tendance de rupture, la viscosité de maintien, le recul de la viscosité, le temps au pic de viscosité et la température de gélatinisation de l’amidon au seuil de 5 %. La farine instantanée issue du cultivar Anklouman a présenté les valeurs les plus élevées de la viscosité au pic et de la viscosité de maintien après refroidissement, comparativement à celles des autres cultivars d’igname. La majorité des farines issues des cultivars d’igname étudiés ont présenté des valeurs de viscosité élevées, à l’exception du cultivar Gaboubaba (Tableau 3). La valeur de rupture de viscosité des différentes farines instantanées étudiées a varié de 14 à 592 cPs, avec une moyenne de 131 ± 8 cPs. Les farines instantanées issues des cultivars Kpagninan (Figure 1) et de l’hybride DrA65-2003 ont révélé une tendance de rupture supérieure aux autres farines étudiées, tandis que les cultivars Dodo et Baniouré ont révélé une rupture de viscosité plus faible (Tableau 3). La rupture de viscosité a été le paramètre présentant la plus grande variabilité (CV = 65,39 %).

Figure 1. Profil de viscosité RVA typique montrant les points significatifs pendant le chauffage et le refroidissement d’un échantillon de farine (cultivar Kpagninan) — Typical RVA viscosity profile showing significant points during heating and cooling a sample of flour (cultivar Kpagninan).

26Les valeurs de recul ou dureté du collage après refroidissement ont varié entre 395 à 2 418 cPs, avec une moyenne de 925 ± 32 cPs. Les farines instantanées issues des cultivars Kpagninan et Tchée ont présenté les valeurs de recul de viscosité les plus élevées, alors que celle issue du cultivar Bakarou a présenté le recul de viscosité le plus faible. La durée maximale de viscosité ou temps au pic de viscosité a varié de 5 à 8 min avec un temps moyen de 6 min. La farine d’agoun instantanée obtenue à partir du cultivar Kpagninan a présenté la plus courte durée de temps au pic de viscosité. La température de gélatinisation de l’amidon des différentes farines a varié de 73 et 93 °C, avec une moyenne de 84 °C. Les farines issues du cultivar Gaboubaba et Zambè ont présenté les températures de gélatinisation de l’amidon les plus élevées, comparativement aux farines issues des autres cultivars.

3.4. Corrélation de Pearson entre les caractéristiques rhéologiques, fonctionnelles et de couleur des farines

27L’analyse de corrélation de Pearson a révélé qu’il existe une corrélation positive entre le gonflement (r = -0,325), la viscosité de maintien (r = 0,444), la rupture de viscosité (r = 0,332), le recul de viscosité (r = 0,446), la viscosité au pic (r = 0,990) et la viscosité finale (r = 0,991). Cependant, une corrélation négative a été observée entre la solubilité et le gonflement, et entre la luminance et le rendement (Tableau 4).

3.5. Classification des cultivars en fonction des propriétés rhéologiques des farines instantanées d’ignames (InstAgoun) issues de différents cultivars

28Les résultats de la classification ascendante hiérarchique réalisée à partir de moyennes des variables étudiées ont permis de visualiser trois groupes de cultivars en se basant sur la partition de la plus grande inertie (Figure 2).

Figure 2. Classification ascendante hiérarchique des 48 cultivars d’igname suivant les caractéristiques rhéologiques des farines obtenues — Ascending hierarchical classification of 48 yam cultivars according to the rheological characteristics of the flours obtained.

29Les 28 cultivars (Labôkô, Idoro, Katala, Alssoura, Gominan, Wokourou, Bobotchinga, Dodo, Soussouka, Kpounan, Amoula, Yonouan, Kpakara, Effourou, Ahimon, DrA5-2003, Gaboubaba, Kratchi, Zambè, Parayobou, Héapala, Djilaadja, Yakanougo, Tarayè, Yaassi, DrA39-2003, Gnidou, Adaani) constituant le groupe 1 (G1) ont donné des farines ayant des caractéristiques rhéologiques significativement différentes de celles des autres cultivars (Tableau 5). En effet, les farines issues des cultivars de ce groupe ont présenté les plus faibles valeurs de viscosité au pic, viscosité finale, viscosité de maintien et recul de viscosité. Le groupe 2 (G2) constitué de 14 cultivars (Wokiri, Wété, Kagourou, Môrôkourou, DrA65-2003, DrA21-2003, Baniouré, Boniakpa, Wouroutani, Dambani, Assina, Babetei, Bakarou, Déba) a présenté des farines ayant significativement des températures de gélatinisation les plus élevées. Quant aux farines instantanées issues des 6 cultivars (Agbaobé, Singor, Portchahabim, Kpagninan, Anklouman, Tchée) constituant le groupe 3 (G3), elles ont présenté les plus fortes valeurs de viscosité au pic, viscosité finale, viscosité de maintien, rupture de viscosité et recul de viscosité.

3.6. Variations des propriétés rhéologiques et fonctionnelles des farines instantanées d’ignames (InstAgoun) issues de différents cultivars

30L’analyse en composante principale (ACP) réalisée pour décrire les variations des propriétés rhéologiques, fonctionnelles et de couleur des farines instantanées d’ignames (InstAgoun) issues de différents cultivars a montré que 15,90 % des informations de départ sont expliqués par la première composante et les deux premières composantes expliquent 60,55 % (> 50 %) de la variabilité totale des farines suivant les variables discriminantes (Tableau 6). Ces deux composantes ont donc été suffisantes pour résumer l’essentiel des informations liées à la performance des cultivars d’igname vis-à-vis des propriétés rhéologiques, fonctionnelles et de couleur des farines.

31Le cercle de corrélation (Figure 3a) a montré que le premier axe a un lien positif avec la viscosité au pic, la viscosité de maintien, la viscosité finale, la rupture de viscosité et la viscosité de recul, puis un lien négatif avec le temps au pic. Quant au second axe, il a également montré un lien positif avec la température de gélatinisation et le rendement, puis un lien négatif avec la luminance et la solubilité. La projection des cultivars étudiés dans ces deux premiers axes a révélé 4 groupes (Figure 3b). Le groupe 1 inclut 31 cultivars d’igname, tandis que les groupes 2, 3 et 4 comprennent respectivement 9, 5 et 3 cultivars d‘igname.

Figure 3. a. Cercle de corrélation des paramètres des propriétés rhéologiques des farines avec les deux premiers axes (1 et 2) — Correlation circle of the parameters of the rheological properties of flours with the first two axes (1 and 2) ; b. Projection des cultivars dans le premier plan factoriel formé par les axes (1 et 2) — Projection of cultivars in the first factorial plane formed by the axes (1 and 2).

Lum : luminance — luminance ; Solub : solubilité — solubility ; Rendt : rendement — yield ; V : viscosité — viscosity ; Tempe-gelat : température de gélatinisation — gelatinization temperature ; Rupt-V : rupture de viscosité — viscosity rupture.

32La figure 4 illustre les distributions en boites à moustaches des caractéristiques rhéologiques, fonctionnelles et de couleur des cultivars d’ignames au sein des 4 groupes obtenus. Le groupe 4 a présenté une viscosité au pic (4 100 ± 156 cPs), viscosité de maintien (3 809 ± 107 cPs), viscosité finale (5 797 ± 229 cPs), rupture de viscosité (292 ± 154 cPs) et viscosité de recul (1 972 ± 260 cPs) significativement (p ≤ 0,05) plus élevées que celles des autres groupes. Cependant, le temps au pic de viscosité (5,7 ± 0,4 min) a été significativement (p ≤ 0,000) plus faible chez le groupe G4. Aucune différence significative (p ˃ 0,05) n’a été observée entre les 4 groupes en ce qui concerne le rendement et le pouvoir de gonflement. Le groupe 3 (82,4 ± 0,3) a présenté une luminance significativement (p ≤ 0,000) plus élevée que celle du groupe 2 (75,5 ± 1,1), mais similaire à celle du groupe 1 (78,7 ± 0,5). De plus, le groupe 2 a présenté une solubilité (8,9 ± 0,5) significativement (p ≤ 0,05) inférieure à celle du groupe 3 (10,4 ± 0,4) et 4 (10,2 ± 0,4), mais similaire à celle du groupe 1 (9,7 ± 0,1). Quant à la température de gélification, le groupe 3 a présenté significativement (p ≤ 0,05) la valeur la plus basse (78 ± 0,8 °C), comparativement aux autres groupes.

Figure 4. Distributions en boites à moustaches des caractéristiques rhéologiques, fonctionnelles et de couleur des cultivars d’ignames au sein des quatre groupes — Boxplot distributions of the functional and rheological characteristics, and colors of yam cultivars within the four groups.

4. Discussion

33La variation du rendement de production en farine observée au niveau des cultivars de D. rotundata pourrait être liée aux caractères spécifiques des cultivars et surtout à leurs paramètres physicochimiques. En effet, les cultivars Bakarou et Kagourou, ayant des rendements élevés en farine, sont des cultivars à récolte tardive, riches en matières sèches, en amidons et présentant une faible teneur en eau (Fakorede et al., 2020a). Ce résultat atteste les perceptions des transformateurs selon lesquelles l’augmentation de la matière sèche est proportionnelle à l’augmentation de la rentabilité du produit fini. Sachant que le rendement en farine est potentiellement lié à la qualité de mouture, il pourrait donc être amélioré en réduisant les pertes au cours de la mouture par l’utilisation d’un moulin amélioré et par la standardisation de l’opération d’épluchage et ce, en fonction des spécificités de chaque cultivar. De par leur rendement en farine, ces deux cultivars peuvent être recommandés aux industries agro-alimentaires. Cependant, il est à noter que le désir des transformateurs et des consommateurs est d’avoir non seulement une quantité importante de farine, mais surtout des farines dont les pâtes dérivées présentent d’excellentes caractéristiques texturales et organoleptiques (Fakorede et al., 2020b).

34La couleur est un attribut important de la qualité des farines d’ignames qui affecte la commercialisation de la farine et l’acceptabilité des produits alimentaires fabriqués à partir de ces farines. Les consommateurs béninois préfèrent l’igname pilée de couleur blanche ou jaune (Fakorede et al., 2020b). La luminance ou clarté des farines produites, même si elle est relativement élevée, est inférieure à celle rapportée sur des cultivars de D. rotundata produits au Ghana (Tortoe et al., 2014 ; Tortoe et al., 2017). En effet, la clarté des farines est affectée par des réactions de brunissement qui se produisent au cours de la transformation (Van Hal, 2000). Outre les pigments de couleur inhérents aux ignames, la couleur jaune des farines d’ignames a été également liée à la teneur totale en phénol (Adejumo et al., 2013). Les tests organoleptiques ont montré que les cultivars Amoula, Effourou, Labôkô et Zambè présentaient des couleurs appréciables (Fakorede et al., 2020b). Ainsi, les farines ayant au moins un degré de luminance de 77,8 et une saturation en jaune de 9,7 devraient satisfaire les exigences des consommateurs et des transformateurs en termes de couleur.

35Les propriétés fonctionnelles des farines d’ignames sont importantes car elles affectent l’utilisation finale des farines (Oluwamukomi & Adeyemi, 2015). Les farines d’agoun instantanées obtenues des 48 cultivars d’igname ont présenté un faible pouvoir de gonflement, comparativement à des cultivars (Pona, Lariboko, Dente, Mutwumudoo et Serwah) de la même espèce cultivés au Ghana (Tortoe et al., 2017). Cette différence de pouvoir de gonflement au niveau des cultivars de l’espèce D. rotundata pourrait être attribuée à leur teneur en amidon et à la présence de lipides, qui forment un complexe avec l'amylose et inhibent le gonflement (Zheng et al., 1997). Les cultivars présentant les pouvoirs de gonflement élevés comme Portchabim, Kpagninan, Tchée, Anklouman sont ceux qui ont des teneurs élevées en amidon et une forte élasticité (Fakorede et al., 2020a ; Fakorede et al., 2020b). Quant à l’indice de solubilité, nos résultats ont été inférieurs à ceux présentés par Malomo et al. (2012) sur les farines instantanées d’igname enrichies au soja. En effet, l’indice de solubilité est lié au degré de lixiviation de l'amylose dans des granules d'amidon lors du gonflement et affecté par des forces intermoléculaires (Moorthy, 2002). Les études de Moorthy & Ramanujam (1986) ont montré que le pouvoir de gonflement et l’indice de solubilité sont des indicateurs de la présence d’amylase qui influencent la quantité d’amylose et d’amylopectine présentes dans les farines d’ignames.

36Les propriétés d’empâtage de l'amidon des farines sont des caractéristiques rhéologiques utilisées pour évaluer l’aptitude de son utilisation comme ingrédient dans des farines et autres produits industriels. Les viscosités au pic enrégistrées pour les farines instantanées d’agoun issues des cultivars de D. rotundata évalués, bien que supérieures à celles rapportées par Oluwamukumi & Adeyemi (2015) (377 à 905 cPs), sont dans la fourchette de celles publiées par Abiodun et al. (2014) (3 180 à 3 298 cPs). La viscosité est souvent en relation avec la qualité d’empâtage du produit fini et de la capacité à l’amidon à être texturant ou pas (Ozéocha & Okafor, 2016). Adako et al. (2016) ont estimé que les cultivars caractérisés par la viscosité au pic relativement plus élevée sont les cultivars dont les forces de gélification et d’élasticité sont les plus élevées. Par ailleurs, les études réalisées par Christianson et al. (1981), puis Baah (2009) ont montré que la diminution de la viscosité au pic est causée par la distorsion de l’hydrogène intermoléculaire et par l’activité alpha-amylasique. Ainsi, les farines instantanées issues des cultivars Kpagninan, Tchée et Anklouman, de par leurs viscosités au pic plus élevées, montrent non seulement leur forte capacité de gélification par rapport aux autres farines, mais aussi la résistance de leurs granules d’amidon aux différents traitements qui leur ont été appliqués. Les valeurs des viscosités finales des farines produites dans notre étude sont similaires à celles publiées par Olumurewa et al. (2019) (1 409 à 3 430 RVA) pour cinq échantillons de farines d’ignames instantanées. Les plus hautes valeurs de la viscosité finale obtenues sur ces farines sont liées à l’agrégation de l’amylose dans la molécule de pâte produite par les farines (Zaidul et al., 2007 ; Kiin-Kabari et al., 2015). La faible viscosité finale des farines issues des cultivars DrA5-2003 et Gaboubaba pourrait être due, d’une part, à une activité alpha-amylasique qui pourrait se produire au cours de la phase de chauffage, et qui provoquerait la réduction de l’agrégation des molécules d’amyloses issues de la suspension chauffée ou, d’autre part, aux caractères phénotypiques des cultivars (Fakorede et al., 2020a).

37Quant à la viscosité de maintien, les valeurs enregistrées sont supérieures à celles enregistrées par Jimoh & Olatidoye (2009) sur les farines instantanées d’igname enrichies au soja. Selon Amoo et al. (2014) et Oluwamukumi & Adeyemi (2015), les viscosités de maintien représentent l’état de la dégradation du gel d’amidon à une période au cours de laquelle les échantillons ont été soumis à une température constante. La farine des cultivars ayant des viscosités de maintien plus élevées peuvent fournir des pâtes dont l’élasticité résiste dans le temps après refroidissement. Par ailleurs, la tendance de rupture de viscosité enregistrée sur ces farines est inférieure à celle publiée par Abiodoun et al. (2014) sur les farines d’igname. Les pâtes issues des cultivars Dodo et Soussouka, dont les farines révèlent une faible tendance de rupture, auront tendance à maintenir leur gélification à haute température et sont donc plus résistantes à la chaleur et aux forces de cisaillement tel que rapporté par Tangsrianugul et al. (2019).

38En ce qui concerne le recul de viscosité, les valeurs obtenues sont similaires à celles rapportées par Olumurewa et al. (2019) (567 à 742 cPs) pour cinq échantillons de farines d’ignames instantanées poundo. Le recul de viscosité mesure la dureté de la pâte au cours du refroidissement (Huang et al., 2006 ; Tangsrianugul et al., 2019). Les reculs de viscosité les plus faibles sont observés au niveau des farines de certains cultivars comme Bakarou, Yonouan, DrA5-2003, DrA65-2003, Gnidou et peuvent être attribués à une dextrinisation partielle de molécule d’amidon de ces farines. Bolade et al. (2009) ont rapporté que les enzymes stimulées pendant le trempage ou le blanchiment sont capables de causer des pertes partielles ou l’hydrolyse des molécules d’amidon en réduisant ainsi la quantité d’amidon à gélatiniser. Ainsi, le recul peut être utilisé pour prédire le stockage d’un aliment préparé à partir des farines comme les pâtes d’igname (Zaidul et al., 2007). La température d’empâtage plus basse de certains cultivars implique une faible température de gélatinisation et, par conséquent, une durée de cuisson plus courte (Otegbayo et al., 2006). L’étude de l’évaluation sensorielle et l’acceptabilité des consommateurs de la forme pilée des cultivars évalués réalisée par Fakorede et al. (2020b) a montré que les cultivars Ahimon, Gaboubaba, DrA65-2003 et Kratchi du groupe G2, dont les farines ont révélé les températures de gélatinisation plus élevées, ont été qualifiés de très durs par les consommateurs après leur évaluation sensorielle, avec une longue durée de cuisson. Nous pouvons alors estimer que la texture influence la température de gélatinisation.

39Fakorede et al. (2020b) ont également montré que les cultivars Kpagninan, Déba, Babétéi, Tchée, Bakarou, Dambani et Portchahabim, qui présentent ici de fortes viscosités, avaient montré des scores d’élasticité élevés, et leurs formes pilées sont plus appréciées par les consommateurs. Cependant, certains cultivars comme Assinan et Babétéi, malgré leurs scores d’élasticité élevés, ont été rejetés par les consommateurs. Les raisons de rejet de ces culivars sont, entre autres, le gout amer, la formation de grumaux et la texture dure. L’élasticité, la couleur et le gout font donc partie des traits caractéristiques pour une meilleure acceptabilité de l’agoun. Otegbayo et al. (2001) et Abulude et al. (2018) ont également rapporté que ces attributs font partie non seulement des traits caractéristiques très importants, mais aussi sont à l’origine de la préférence et surtout de la cherté de la plupart des tubercules aptes à produire du bon agoun sur le marché. Pour assurer un bon marché de consommation, de transformation et de commercialisation d’agoun instantané, l’élasticité, la couleur et le rendement sont donc les critères d’acceptabilité à promouvoir à travers la sélection. De plus, les sélectionneurs devront tenir compte des corrélations entre les caractéristiques rhéologiques, fonctionnelles et de couleur des farines identifiées pour tout programme de sélection d’igname ayant pour visée la fabrication de farines instantanées.

40Les quatre groupes obtenus après classification hiérarchique ainsi que l’analyse en composante principale ont permis de détecter les points de similarités, non seulement entre les cultivars, mais aussi entre les groupes de cultivars. Les cultivars du groupe 4, malgré les fortes viscosités et luminances et le pouvoir de gonflement élevé presenté, sont moins rentables à la production en farine, à l’exception de Kpagninan. Les cultivars du groupe 3 présentent quelques faiblesses en ce qui concerne les viscosités et le gonflement des farines malgré leur forte clarté. Par contre, les cultivars du groupe 2 sont très rentables à la transformation avec une viscosité non négligable, mais moins claire. Eu égard à toutes ces caractéristiques, le classement par ordre de priorité en tenant compte des principaux critères pour la reconstitution d’une pâte de qualité pouvant répondre aux exigences du marché de consommation, nous retenons les cultivars Kpagninan, Tchée, Anklouman du groupe 4, suivis de Singor, Parayobou, Agbaobé, Portchahabim, Tarayè du groupe 3 et finalement de Bakarou, Boniakpa, Babétéi, Déba, Dambani, DrA65, Wokourou, Assina du groupe 2 comme les meilleurs parents. Dans le cadre de programmes d’amélioration variétale de cultivars d’igname donnant des farines instantanées de bonne qualité, des hybridations entre les cinq cultivars du groupe 3 ayant présenté une forte luminance et les trois cultivars du groupe 4 ainsi que les huit du groupe 2 sont fortement recommandés. Cependant, d’autres investigations doivent être réalisées pour prendre en compte les critères commerciaux de préférence (acceptabilité du consommateur, qualités nutritionnelle et sensorielle) des cultivars d’igname.

5. Conclusions

41La présente étude a permis d’évaluer 48 cultivars d’ignames (D. rotundata) utilisés comme parents dans un programme de sélection au Bénin pour leurs aptitudes à la production de farines d’agoun instantanées en vue d’améliorer la chaine de valeur de l’igname. Les résultats obtenus montrent que le rendement de production en farine, la couleur et les principales caractéristiques fonctionnelles et rhéologiques de la farine instantanée d’agoun varient en fonction du cultivar utilisé pour sa production. Au regard des exigences de qualité des consommateurs en lien avec les caractéristiques rhéologiques des farines des 48 cultivars étudiés, huit cultivars (Singor, Parayobou, Agbaobé, Portchahabim, Tarayè, Tchée, Anklouman, Kpagninan) ont été identifiés comme étant plus aptes à la production de farines instantanées d’igname pilée. Une introduction de ces cultivars dans le programme d’amélioration s’avère nécessaire pour l’obtention de variétés résistantes aux influences technologiques et permettant d’obtenir des farines répondant aux aspirations économiques et industrielles des producteurs et des transformatrices.

Remerciements

42Cette étude a été financièrement soutenue par le projet Africayam financé par la Fondation Bill et Melinda Gates. Nous remercions très sincèrement Dr Innocent Dossou Aminon pour son appui technique et sa sincère collaboration. Nous remercions également toutes les personnes ayant contribué d’une manière ou d’une autre à la réalisation de ce travail.

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