ETUDE DE QUELQUES ALTERNATIVES TECHNOLOGIQUES POUR LA PRODUCTION D'AMIDON DE MANIOC : EVALUATION DES PROCEDES ET CARACTERISATION PHYSICO-CHIMIQUE DES PRODUITS OBTENUS
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UNIVERSITE D'ABOMEY-CALAVI (BENIN)
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FACULTE DES SCIENCES AGRONOMIQUES
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DEPARTEMENT DE NUTRITION ET SCIENCES ALIMENTAIRES



ETUDE DE QUELQUES ALTERNATIVES TECHNOLOGIQUES
POUR LA PRODUCTION D'AMIDON DE MANIOC :
EVALUATION DES PROCEDES ET CARACTERISATION
PHYSICO-CHIMIQUE DES PRODUITS OBTENUS


THESE
Pour l'obtention du diplôme d'Ingénieur Agronome

Option : Nutrition et Sciences Alimentaires

Présentée et soutenue
par
Judicaël S. E. GOUSSANOU
le 15 Décembre 2003

Sous la direction de
Prof Mathurin Coffi NAGO Superviseur
Dr Christian MESTRES Co superviseur

Composition du jury
Président Prof Joseph HOUNHOUIGAN
Rapporteur Prof Mathurin Coffi NAGO
Examinateur Dr Christian MESTRES
Examinateur Dr Joseph DOSSOU




UNIVERSITE D’ ABOMEY-CALAVI (BENIN)
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FACULTE DES SCIENCES AGRONOMIQUES
=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=

DEPARTEMENT DE NUTRITION ET SCIENCES ALIMENTAIRES





STUDY OF SOME ALTERNATIVE TECHNOLOGIES FOR CASSAVA

STARCH EXTRACTION : ASSESSMENT OF PROCESSES AND

PHYSICO-CHEMICAL PROPERTIES OF THE PRODUCTS



THESIS
Submitted to obtain the degree of ''Ingénieur Agronome''

Option : Nutrition et Sciences Alimentaires

Presented by
Judicaël S. E. GOUSSANOU
December, 15th 2003

Directed by
Prof Mathurin Coffi NAGO Supervisor
Dr Christian MESTRES Co-Supervisor

Members of jury
Président Prof Joseph HOUNHOUIGAN
Report Prof Mathurin Coffi NAGO
Examinator Dr Christian MESTRES
Examinator Dr Joseph DOSSOU


CERTIFICATION

Je certifie que ce travail a été réalisé par Judicaël Sovi. Enangnon Goussanou, étudiant à la
Faculté des Sciences Agronomiques de l’Université d’Abomey-Calavi.




Option : Nutrition et Sciences Alimentaires






Le Superviseur



Professeur Mathurin Coffi Nago
Ingénieur Agro- alimentaire,
Docteur d’Etat es-Sciences,
Professeur de Biochimie et de Technologie
Agro-alimentaire,
Doyen de la Faculté des Sciences Agronomiques
de l’Université d’Abomey-Calavi, Bénin.

i

DEDICACE



Je dédie ce mémoire
Au SEIGNEUR DIEU TOUT PUISSANT qui, par sa bonté et sa grande
miséricorde, a su me maintenir et me protéger pour faire de moi ce que je suis.
A mon feu Père Goussanou Benoît qui aurait voulu voir finir l’œuvre qu’il a
commencée.
A ma Mère Cocouvi Gisèle qui n’a jamais cessé de me soutenir. Qu’elle reçoive
ici l’expression de ma profonde reconnaissance.
A toi également Oncle Nevis Bonaventure qui a été pour moi un second Père.
Trouve en cette œuvre la satisfaction qu’un fils aurait souhaitée à son Père.
Et enfin à toi Grand mère Lawson Hélène reçois à travers ce travail l’accomplis
sement d’une œuvre que tu as soutenue.
A tous mes amis et tous ceux qui m’ont soutenu de près ou de loin. Recevez à
travers ce travail l’expression de ma profonde reconnaissance.

ii


REMERCIEMENTS


J’adresse mes plus vifs remerciements :
Au Professeur Mathurin Coffi Nago, Doyen de la FSA qui malgré ses multiples
occupations a accepté de superviser ce travail. Qu’il reçoive ici l’expression de ma profonde
gratitude.

Au Docteur Christian Mestres, chercheur au Cirad pour avoir bien voulu co-
superviser ce travail. Qu’il reçoive à travers ce travail l’expression de ma profonde
gratitude.


J’adresse également mes remerciements

Au projet AGRAN pour son soutien financier pour la réalisation de ce travail
A tous les enseignants de la FSA, en particulier ceux du DNSA pour m’avoir formé
Aux assistants de recherche au DNSA pour leurs aides et leurs conseils permanents à
la résolution des problèmes.
A Monsieur Akissoé Noël pour son assistance spontanée à la résolution des
problèmes
A Adjigbey-Tasas Romaric pour son soutien lors de la réalisation de ce travail
A Aboua Charlemagne, Yabi Chaffra Charles, Madodé Yann et Houndélo Elisée
pour tout leur soutien et leur assistance

Et à tous mes amis de promotion, en particulier ceux de DNSA pour leur soutien et
leur assistance.


iii

RESUME

Les principales technologies d’extraction de l’amidon de manioc de différentes
régions du Bénin ont été évaluées. Les types d’amidon et les critères de qualité exigés par
les utilisateurs ont été également recensés. Deux procédés d’extraction d’amidon de manioc
ont ensuite été étudiés : le procédé traditionnel utilisé à Zinvié et le procédé par rouissage
introduit.
Le procédé traditionnel de Zinvié est evalué en même temps que deux variantes
technologiques dérivées à savoir le procédé traditionnel suivi de la mouture du refus et le
procédé par mouture directe. Les rendements en amidon obtenus sont similaires de l’ordre
de 34% (bs). Les viscosités apparentes (V95d, V95f, Vmax ,Vfin), la température
d’empesage, l’indice de solubilité sont similaires au niveau des trois procédés. Le pouvoir
de gonflement est significativement plus faible au niveau du procédé par mouture directe, ce
qui s’explique probablement par une altération de la structure interne des granules
d’amidon.
Au niveau du procédé par rouissage, trois techniques ont été testées. Il s’agit du
rouissage complet (72 heures), du rouissage complet (24 et 48 heures) suivi de la mouture et
du rouissage partiel (6, 12, 18, 24 heures) suivi de la mouture. L’amidon obtenu au niveau
du rouissage seul ne sédimente pas. L’observation au microscope aux grossissements 100 et
200 révèle que le lait est constitué de cellules de parenchymes entières indépendantes
contenant les grains d’amidon. Ces derniers ne sont pas libérés de leurs matrices cellulaires.
Au niveau du rouissage complet suivi de mouture, l’amidon sédimente difficilement du fait
de sa faible densité et cela se traduit par des rendements en amidon faibles de l’ordre et de
20% (bs) contre 45% ( bs) obtenu au niveau de la racine non rouie. En ce qui concerne le
rouissage partiel de mouture, les rendements en amidon sont similaires et de l’ordre de
(32%). Les pertes en amidon sont significativement plus élevées. Les viscosités apparentes
(V95d, V95f, Vmax ,Vfin), et l’indice de solubilité sont similaires. Le pouvoir de
gonflement diminue de façon significative tandis que la température d’empesage augmente.

iv

ABSTRACT
Major cassava starch extraction technologies from many regions in Benin (Zinvié,
Ouidah, Abomey-Calavi) were evaluated. Types of starch and qualities criteria used by
industries and small-scale industries were registered. Two technologies of cassava starch
extraction were followed and evaluated: traditional technology from Zinvié and retting
technology we introduced.
Traditional technology consist of grinding refusal product or grinding directly
cassava root. Starch yield is similar (34%, bs) for both of them. Apparent viscosity (V95d,
V95f, Vmax ,Vfin), pasting temperature and solubility were similar for starch from both
techniques. Swelling power is significantly lower for direct grinding techniques. This may
due to alteration of starch granules.
In retting process, three techniques were tested. Retting techniques (72 hours), Total
retting (24 and 48 hours) followed by grinding technique and Partial retting (6, 12, 18, and
24 hours) followed by grinding technique. Starch obtained from retting techniques don’t
sediment. Microscopic observation showed starch granules inside cells matrix. In Total
retting followed by grinding technique, starch has a very low sediment speed, due to his low
density. This cause decrease of yield (45%, bs for non retting root versus 20%,bs for
retting). Yields, apparent viscosity (V95d, V95f, Vmax ,Vfin) and solubility were similar
for all retting hours. Starch loss increases significantly. Swelling power is significantly
lower due to alteration of starch granules and pasting temperature significantly increase


v


LISTE DES ABREVIATIONS


%
pourcentage
°C
degré
Celsius
bh

base
humide
bs
base
sèche
DNSA
Département de Nutrition et Sciences Alimentaires
FSA

Faculté des Sciences Agronomiques
g gramme
h

heure
IITA
International
Institute of Tropical Agriculture
Kcal
Kilocalorie
mg/mg

milligramme par milligramme
min
minute
ml
millilitre
TE Température d’empesage
UAC
Université
d’Abomey-Calavi
V95d
Viscosité
apparente début de plateau 95°C
V95f
Viscosité
apparente fin de plateau 95°C
Vfin

Viscosité apparente finale à 50°C
Vmax
Viscosité
apparente
maximale


vi

LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1 : Constituants chimiques de la racine de manioc…………………… 5
Evolution de la production nationale, du rendement et des
Tableau 2 : superficies cultivées de manioc de 1996 à 2002………………….. 8
Tableau 3: Importations
d’amidon
au
Bénin (1992 à 2001)…………………... 14
Tableau 4: Matériels végétaux utilisés………………………………………… 15
Tableau 5 : Matériels d’extraction ………………………................................ 16
Tableau 6 : Traitements et types de techniques testés.. ………….....……....... 21
Opérations différentes selon les unités de production d’amidon de
Tableau 7 : manioc……………………………………………………………. 40
Tableau 8:
Rendement et caractéristiques des produits………………………. 41
Rendement en amidon aigre de manioc (g d’amidon sec pour 100
Tableau 9:
g de racine fraîche) ………………………………………………. 41
Tableau 10: Valorisation des sous produits……………………………………. 42
Tableau 11: Entreprises et unités potentiellement utilisatrices d’amidon…...…. 43
Teneur en matière sèche (% bh), fibres et protéines (% bs) des
Tableau 12: produits…………………………………………………………… 46
Tableau 13: Rendements des produits et sous produits………………………… 47
Tableau 14: Acidité titrable et couleur des amidons extraits…………………… 48
Tableau 15: Caractéristiques
rhéologiques des amidons extraits………………. 50
Evolution de la matière sèche et des rendements des amidons
Tableau16 : extraits……………………………………………………………. 52
Teneur en matière sèche (% bh), fibres et protéines (% bs) des
Tableau 17: produits…………………………………………………………… 53
Tableau 18: Rendement (% bs racine entière) des produits……………………. 54
Tableau 19: Acidité titrable et couleur des amidons extraits…………………… 57
Tableau 20: Caractéristiques rhéologiques des amidons extraits………………. 58
Tableau 21: Principales caractéristiques déterminant l’achat des amidons…… 59


vii



LISTE DES FIGURES
Figure 1 : Coupe transversale de la racine………………………………….…….
6
Figure 2 Procédé traditionnel d’extraction.......................................….. ………. 18
Figure 3 : Procédé traditionnel d’extraction suivi de la mouture du refus de
tamisage……………………………………………………………….. 19
Figure 4 Procédé d’extraction par mouture directe……..…..……………….….. 20
Figure 5 Procédé d’extraction par rouissage complet……….......…………….... 22
Figure 6 Procédé d’extraction par rouissage complet et mouture………..……... 23
Figure 7 : Procédé d’extraction par rouissage partiel et mouture……..……….…. 24
Figure 8 . Procédé d’extraction d’amidon de manioc à Abomey-Calavi …..…..... 35
Figure 9 : Procédé d’extraction d’amidon de manioc à Zinvié ……………….…. 36
Figure10 Procédé d’extraction d’amidon de manioc à Ouidah …..……………... 37


LISTE DES PHOTOS

Photo 1 Photo 1 : Racine fraîche (grossiment 100)……………….…………..…............. 48
Photo 2 Refus de tamisage (procédé traditionnel, grossissement 200)……...….…................ 48
Photo 3 Refus de tamisage (procédé traditionnel suivi de la mouture, grossissement
100)….............................................................................................................. 48
Photo 4 Refus de tamisage (procédé traditionnel suivi mouture, grossissement
200)............................................................................................................…... 48
Photo 5 Refus de tamisage (procédé par mouture direct, grossissement 100)…….…. 48
Photo 6 Refus de tamisage (procédé par mouture direct, grossissement 200)…….…. 48
Photo 7 Refus de tamisage (procédé par rouissage partiel à 24 heures et mouture,
grossissement 100)…………………………………………………………… 55
Photo 8 Refus de tamisage (procédé par rouissage partiel à 24 heures et mouture,
grossissement 200) …………………………………………..……………… 55
Photo 9 Refus de tamisage (procédé par rouissage partiel à 0 heures et mouture,
grossissement 100).………………………………….…………………..…... 55
Photo 10 Refus de tamisage (procédé par rouissage partiel à 0 heures et mouture,
grossissement 200).………………………………………………..….……... 55


viii

TABLE DES MATIERES


Certification……………………………………………………………………………. i
Dédicace………………………………………………………………………………... ii
Remerciements………………………………………………………………………… iii
Résumé………………………………………………………………….……………... iv
Abstract……………………………………………………………………..………..... v
Liste des abréviations.…….…………………………………………………...……….
vi
Liste des Tableaux………………………………………….……………….…………. vii
Liste des figures………………………………………….………………………….… viii
Liste des photos……………………………………………………………….……….
viii
Table des matières…………...………………………………………………….….…..
ix
Introduction.………………………………………….…………………….……...…... 1
I- Synthèse bibliographique…………………………………………………………….
4
1- Généralités sur le manioc……………………………………………………………
4
1.1- Le manioc: Production et utilisation………………………………………………
4
1.2- La racine de manioc: Structure et composition chimique…………….…………..
6
2- L'amidon de manioc…………………………………………………………………. 8
2.1- Composition chimique de l'amidon de manioc……………………………………. 8
2.2- Propriétés physico-chimiques de l'amidon de manioc…………………....……….
9
2.2.1- Propriétés physico-chimiques…………………………………………………...
9
2.2.2 Modifications de l’amidon de manioc au cours des traitements hydrothermiques 10
3- Technologie d'extraction d'amidon de manioc……………………………………… 10
3.1- Procédé d'extraction……………………………………………………………….. 10
3.2.Utilisation de produits chimiques…………………………………………………... 12
4.- Utilisation et commerce de l'amidon……………………………………………….. 13
II- Matériel et méthodes……………………………………………………………….. 15
1- Matériel d'étude……………………………………………………………………... 15
1.1- Matériel végétal…………………………………………………………………… 15
1.2- Matériel d’extraction……………………………………………………………… 16
2- Méthodes……………………………………………………………………………. 16
2.1- Méthode d'enquête………………………………………………………………… 16
2.2- Méthode d'extraction……………………………………………………………… 17
2.2.1- Evaluation des procédés d'extraction……………………………………………. 17
2.2.2- Description des opérations unitaires……………………………………………. 25
2.2.2.1- Procédé traditionnel…………………………………………………………… 25
2.2.2.2- Procédé par rouissage…………………………………………………………. 27
2.3- Méthode d'analyse physico-chimique…………………………………………….. 29
2.3.1- Observation microscopique……………………………………………………... 29
2.3.2- Détermination de la couleur des farines d'amidon extrait………………………. 29
2.3.3- Détermination du taux de matière sèche………………………………………… 29
2.3.4.- Détermination du pH et de l'acidité titrable…………….………………………. 30
2.3.5- Dosage des fibres brutes………………………………………………………… 30
2.3.6- Dosage des protéines brutes……………………………………………………... 31
3.2.7- Détermination des propriétés rhéologiques……………………………………... 32

ix

2.4. Exploitation statistique des Résultats……………………………………………… 33
III- Résultats et discussion…………………………………………….……………….. 34
1- Étude des principaux procédés d'extraction en usage au Bénin…………………….. 34
1.1- Les opérations unitaires…………………………………………………………… 34
1.2- Evaluation des technologies……………………….……………………………… 41
1.3- Étude du marché de l'amidon……………………………………………………… 43
2- Étude des alternatives de production d'amidon de manioc………………………….. 45
2.1- Effet des différents types de traitements mécaniques……………………………... 45
2.1.1- Bilan de matières………………………………………………………………... 45
2.1.1.1- Teneur en matières sèches, fibres et protéines………………………………… 46
2.1.1.2- rendements…………………………………………………………………….. 47
2.1.2- Caractérisation des produits et sous produits…………………………………… 48
2.1.2.1- Acidité titrable et couleur des amidons extrait………………………………... 48
2.1.2.2- Caractéristiques rhéologiques…………………………………………………. 50
2.2- Effet du rouissage…………………………………………………………………. 51
2.2.1- Rouissage seul…………………………………………………………………… 51
2.2.2- Rouissage complet et mouture………………………………………………….. 52
2.2.3- Rouissage partiel et mouture……………………………………………………. 52
2.2.3.1- Bilan de matière……………………………………………………………….. 53
2.2.3.2- Caractérisation des produits et sous produits…………………………………. 57
3- Choix des meilleures technologies………………………………………………….. 58
Conclusion……………………………………………………………………………… 59
Références bibliographiques………………………………………………………….
60
Annexes…………………………………………………………………………………



x

INTRODUCTION

Le manioc figure parmi les principales plantes à racines amylacées de l’Afrique.
Il tire son importance de ses racines riches en amidon qui constituent une excellente
source de calories peu coûteuse notamment pour les populations des pays en
développement. Les feuilles et les jeunes pousses tendres de manioc, assez riches en
protéines comparées à la racine sont consommées comme légumes dans de
nombreuses régions d’Afrique (IITA, 1990). La production mondiale de manioc
(racines) en 2001 est estimée à environ 185 millions de tonnes dont 54 % viennent de
l’Afrique (FAO, 2002). La production de manioc en Afrique au Sud du Sahara est de
51 millions de tonnes. Elle a connu une augmentation de 27,8 % par rapport à la
production en 1990. L’utilisation du manioc est passée de 130 millions de tonnes
(équivalent racine fraîche) en 1984 à 162 millions de tonnes en 1994. La
consommation alimentaire représente 58 % du total (FAO et FIDA, 2000). En
Afrique, la consommation alimentaire du manioc représente 90 % environ de la
production ( Cock, 1985). Selon FAO et FIDA, 2000 la contribution du manioc à la
ration calorique était en 1994, en moyenne, de 10 %, elle est inférieure à celle du blé
ou du maïs (15 % chacun) mais supérieure à celle du riz (7 %).

Les racines de manioc sont extrêmement périssables. Une fois déterrées, elles
commencent à se dégrader dans les 40 à 48 heures qui suivent la récolte (Kwatia,
1990). La transformation en produits secs abaisse leur teneur en eau et les rend moins
périssables et plus stables. Au delà de la facilité de transport de ce produit sec facilité
par son volume réduit, la transformation permet d’éliminer ou de réduire sa teneur en
cyanure et d’améliorer la saveur des préparations dans lesquelles il intervient (Kwatia
et Jean, 1990). Les produits issus de la transformation du manioc sont les cossettes, les
farines non fermentées, les farines fermentées (le lafun), le gari, la farhina, l’attièkè, le
chikwangue, le foufou, le tapioca , l’amidon (Muchnick et Vinck, 1984; Massamba et
Trèche, 1995; Grâce, 1977).

Au Bénin, le manioc est utilisé sous formes bouillies, grillées ou frites ou bien
encore sous forme de produits transformés (Nago, 1989; Maroya, 1995; Gnanih, 1995;

1

Nago et Hounhouigan, 1998). Par ailleurs, le manioc est utilisé pour l’extraction
d’amidon, matière première pour certaines unités de transformation artisanales et
industrielles (Faure,1993).

Le manioc est la quatrième source principale d’amidon après le maïs, le blé et la
pomme de terre. L’amidon de manioc fait l’objet de transformations pour la
fabrication de divers produits à valeur ajoutée. En particulier, on l’utilise dans la
préparation de colle, d’alcool, de biscuits, d’épaississants alimentaires et d’autres
produits industriels (FAO et FIDA, 2000).

Brabet (1994) rapporte qu’en Colombie, l’amidon de manioc est transformé en
amidon aigre, qui est utilisé dans la fabrication d’un pain local. Cet amidon aigre est
obtenu à l’échelle artisanale par fermentation naturelle de l’amidon extrait par voie
humide des racines de manioc puis séché au soleil. Ce procédé confère à l’amidon des
propriétés fonctionnelles spécifiques, en particulier, un pouvoir de panification ainsi
qu’une saveur et des arômes caractéristiques qui le rendent irremplaçable pour la
préparation des pains traditionnels au fromage. Cécil (1995) rapporte également
l’utilisation de l’amidon pour la production de maltose au Viet Nam.

La production industrielle de l’amidon de manioc se fait surtout en Asie. En
Afrique, de petits exportateurs ont acquis une petite part du marché mondial. Mais
l’exportation est sporadique (FAO et FIDA, 2000). Au Bénin, l’amidon est utilisé
aussi bien par les unités artisanales de transformation que par les industries. Mais à ce
jour, la grande partie de la demande est satisfaite par l’importation, malgré l’existence
dans le pays d’unités d’extraction d’amidon de manioc (Faure, 1993).

De nombreuses études ont porté sur le manioc et ses produits dérivés
(Muchnick et Vinck, 1984; Bada-Ogoun, 1998; Chabi-China, 2000; Nago, 1995;
Massamba et Trèche, 1995; Trèche et al., 1995). Mais peu de travaux ont été consacrés
à l’étude et à l’amélioration des procédés d’extraction de l’amidon. Chuzel et
al.(1995), ont consacré leurs travaux à l’amélioration technologique des équipements
d’extraction en Colombie, et à l’amélioration d’un système d’extraction par voie
humide de l’amidon de manioc. Bietrix (1996) a étudié les procédés de fabrication de

2

l’amidon fermenté en Côte d’Ivoire. Au Bénin, aucune étude n’a porté à ce jour sur
les procédés d’extraction de l’amidon. Toutefois, Brabet (1996) au terme de son étude
sur les conditions de production et d’utilisation de l’amidon aigre de manioc au Bénin
a montré que le rendement en amidon est faible quand on le compare à ceux obtenus
en Colombie et en Côte d’Ivoire. Elle explique que ceci est dû soit à la variété, soit aux
techniques d’extraction utilisées.
Au regard de tout ce qui précède, la présente étude s’est donnée pour objectifs
d’évaluer les technologies d’extraction de l’amidon existantes et de proposer des
innovations technologiques qui améliorent le rendement et la qualité du produit. Pour
ce faire, il a été procédé, dans une première étape à un recensement et une évaluation
des principales technologies en usage dans le pays, et dans une deuxième étape à
l’étude de l’influence de différents facteurs technologiques sur le rendement en
amidon et la qualité du produit obtenu.

Le rapport issu de ces travaux s’articule autour de trois parties. La première
partie présente les généralités et les principaux acquis sur le thème étudié. La
deuxième partie décrit les matériels et méthodes utilisés dans la présente étude. La
troisième partie est consacrée à la présentation et à la discussion des résultats obtenus
et conduit aux principales conclusions et recommandations qui se dégagent de l’étude.


3

Matériel et Méthodes
II- MATERIEL ET METHODES


Deux procédés d’extraction d’amidon de manioc ont été évalués dans le cadre
de cette étude. Il s’agit du procédé traditionnel et du procédé par rouissage de la racine
avant extraction. Ces deux procédés ont été retenus à la suite d’enquêtes réalisées dans
des unités d’extraction d’amidon et d’essais préliminaires réalisés à l’atelier pilote de
transformation agro-alimentaire de la Faculté des Sciences Agronomiques de
l’Université d’Abomey-calavi (Bénin).

1- Matériel d’étude
1.1-Matériel végétal
Compte tenu de leur disponibilité dans les milieux d’étude, différentes variétés
de manioc (AGRIC, FEKE, TMS 30572 et TMS 91934) ont été utilisées lors des
essais en milieu réel et lors de la phase expérimentale. Les variétés TMS ont été
obtenues à l’IITA (International Institute of Tropical Agriculture ) et ont été prélevées au
fur et à mesure des besoins de l’étude. Le tableau 4 présente les différents types de
matériels végétaux utilisés.


Tableau 4 : Matériels végétaux utilisés.

Phase d’étude
Nom de la variété
Age (mois)
Type

Agric 7
douce
Enquête
Fèkè 12
douce
Agric 12
douce

TMS 30572
18
amère

TMS 91934
9
amère
Expérimentale
TMS 91934
10
amère
TMS 91934
11
amère


16

Matériel et Méthodes
1.2. Matériels d’extraction
Les matériels d’extraction utilisés comprennent : des bassines en aluminium ,
des bassines et seaux plastiques, des paniers, des tamis traditionnels (sassado), des
toiles filtrantes, des bâches plastiques, des couteaux, une râpeuse à tôle perforée
(Tableau 5). Ces matériels sont identiques à ceux rencontrés et utilisés sur le terrain.
Le tableau 5 présente les différents types de matériels utilisés

Tableau 5 : Matériels d’extraction

Opérations Matériels
Lavage des racines
Bassines en aluminium


-Couteaux
Epluchage
-Bassines en aluminium
-Linge
Râpage
Râpeuse à tôle perforée
Tamisages
-Bassines en aluminium
-Toile filtrante
Sédimentations
-Seaux/ bassines plastiques
Pressage
-Bassines en aluminium/ plastique
-Tissu coton
Séchage Bâche
plastique


2- Méthodes
2.1-Méthode d’enquête

L’enquête a été effectuée à Cotonou, Lokossa, Zinvié et Ouidah. Elle s’est
déroulée dans les unités de transformation, utilisatrices de l’amidon et dans les unités
d’extraction d’amidon.

Les informations ont été collectées à partir d’entretiens effectués avec les
responsables des entreprises et unités visitées et au cours du suivi des procédés dans
les unités d’extraction.

17

Matériel et Méthodes

Des échantillons de produits et sous-produits ci-après ont été prélevés à chaque
étape de l’extraction : racine fraîche, racine râpée, refus au tamisage, amidon. Ces
derniers ont été séchés au soleil aux lieux d’extraction afin d’obtenir des farines pour
des analyses physiques et chimiques au laboratoire.
L’enquête a été également effectuées pour identifier les marchés potentiels de
l’amidon, les types d’amidon utilisés et les critères de qualité exigés par les
utilisateurs.


2.2-Méthodes d’extraction
2.2.1. Evaluation des procédés d’extraction

L’évaluation des méthodes d’extraction a suivi deux étapes : l’évaluation des
procédés recensés en phase d’enquête et l’évaluation des procédés mis au point en
unité expérimentale.

Procédés recensés en phase d’enquête

Ce sont les procédés traditionnels rencontrés au cours de nos enquêtes et qui ont
été étudiés. Le bilan de matière et les caractéristiques physico-chimiques des produits
et sous produits prélevés ont été déterminés.


Procédés montés en unité expérimentale
Deux types de procédés ont été évalués : le procédé par rouissage et l’un des
procédés traditionnels ( procédé d’extraction d’Abomey-Calavi).
Au niveau du procédé traditionnel, deux types de traitement mécanique du
manioc ont été testés. Ce sont :
-le râpage de la racine avant extraction (Figure 2),
-et la mouture réalisée aussi bien sur la racine entière suivie d’extraction d’amidon
à partir de la pulpe obtenue (mouture directe, Figure 4) que sur le refus de tamisage
(traditionnel suivi de la mouture du refus, Figure 3). La mouture est réalisée à l’aide
d’un " moulin à épice ". Après le tamisage de la racine râpée et du refus moulu (
traditionnel suivi de la mouture) et la première sédimentation, l’amidon sédimenté
obtenu est cumulé et affecté au deuxième tamisage et à la deuxième sédimentation
(Figure 3).

18

Matériel et Méthodes
refus moulu ( traditionnel + mouture) est cumulé et affecté au deuxième tamisage et à
la deuxième sédimentation (Figure 3).
Au niveau du procédé par rouissage trois techniques d’extraction ont été
testées. Ce sont :
-le rouissage complet (Figure 5). Cette technique ne fait pas intervenir le râpage
des racines. Les racines sont rouies pendant 72 heures et la pulpe obtenue est
directement tamisée.
-le rouissage complet et mouture (Figure 6). La réalisation de cette technique
consiste à laisser les racines rouies pendant 24 et 48 heures puis on réalise la mouture
de la pulpe. La pulpe moulue subit alors l’extraction d’amidon.
-et le rouissage partiel et mouture (Figure 7). Cette technique fait intervenir le
rouissage de la racine suivi du râpage et de la mouture avant l’extraction d’amidon.
Quatre variantes de cette technique ont été testées. Il s’agit des rouissages à 6, 12, 18
et 24 heures suivis du râpage et de la mouture avant extraction. Ces dernières ont été
comparés à un témoin " non roui " mais râpé et moulu.
Le tableau 6 présente les traitements évalués, les types de techniques testées, les
variantes et les facteurs de variation des techniques testées.
Tableau 6 : Traitements et types de techniques testés.
Traitements Techniques
testées
râpage de la racine
Mécanique
mouture du refus de tamisage
Mouture directe de la racine
rouissage seule
rouissage
rouissage complet + mouture
(biochimique)
rouissage partiel + mouture



21

Matériel et Méthodes
2.2.2. Description des opérations unitaires

Les opérations décrites sont les opérations unitaires exécutées au cours des
procédés évalués en unités expérimentales.

2.2.2.1. Procédé traditionnel
Procédé traditionnel
Six opérations unitaires sont effectuées au cours du procédé traditionnel qui fait
intervenir le râpage des racines avant extraction. Ce sont par ordre de réalisation :
Le lavage des racines
Les racines récoltées sont lavées pour éliminer les impuretés.
L’épluchage
Les racines sont dépouillées de leur écorce puis trempées dans de l’eau pour
être lavées avant le râpage.
Le râpage
Les racines épluchées sont introduites dans une râpe mécanisée à tôle perforée.
Trois tours de râpage ont été effectués sur les racines.
Le tamisage
La racine râpée est receuillie dans une bassine plastique. A cette dernière, on
ajoute de l’eau et on malaxe l’ensemble. Des portions du mélange sont prélevées à
l’aide d’une spatule et versées sur la toile qui sert au tamisage. Cette dernière est
malaxée et pressée. Lorsque le jus issu du pressage est assez limpide, on arrête le
tamisage. Le refus est receuilli et jeté. Dans le cas de la technologie traditionnelle
suivie de la mouture du refus de tamisage, ce dernier est emballé dans un sachet
transparent et porté au moulin pour mouture. Le refus moulu est tamisé. Le lait est
recueilli et laissé sédimenter dans une bassine.
La sédimentation
Le lait d’amidon issu du tamisage est laissé sédimenter pendant 36 heures pour
la première sédimentation et 24 heures pour la deuxième sédimentation.
Le grattage et le lavage
Deux grattages et deux lavages ont été réalisés. Au cours du grattage, la surface
de l’amidon est raclée à la main pour éliminer la crème épaisse qui le surnage. Après
le grattage, la surface est lavée à l’eau : c’est le lavage.

25

Matériel et Méthodes
Après le premier grattage et lavage, l’amidon obtenu est mélangé à l’eau. Le lait
est laissé sédimenté.
Le séchage
Il intervient après le second grattage et lavage. L’amidon humide receuilli est
séché au soleil sur des bâches plastiques. Le séchage a duré 36 heures environ.

Procédé traditionnel suivi de la mouture du refus de tamisage
Au niveau de ce procédé, les opérations comprennent non seulement les
opérations précédemment décrites mais aussi des opérations complémentaires qui sont
la mouture du refus de tamisage issu de la racine râpée et la sédimentation de l’amidon
obtenu après le tamisage du refus moulu.
La mouture du refus
La mouture a été faite à la périphérie du campus universitaire de l’UAC à l’aide
d’un moulin à épices. Ce type de moulin fonctionne par écrasement et cisaillement
entre deux disques métalliques rainurés dont un est fixe et l’autre actionné par un
moteur électrique. Le refus obtenu après le tamisage des racines râpées a été emballé
dans des sachets plastiques et transportées rapidement au moulin pour y être broyées
en 3 passages.
La sédimentation
Le lait issu du tamisage du refus moulu est laissé sédimenter pendant 30 heures.
L’amidon receuilli est ajouté à l’amidon obtenu après sédimentation du lait issu du
tamisage de la racine fraîche râpée.

Procédé par mouture directe de la racine
Ce procédé comprend toutes les opérations décrites au niveau du procédé
traditionnel à l’exception du râpage et de la mouture de la racine fraîche.
Mouture des racines
La mouture a été faite à la périphérie du campus universitaire de l’UAC à l’aide
du même moulin à épices utilisé précédemment. Les racines ont été emballées dans
des sachets plastiques et transportées rapidement au moulin pour y être broyées en 3
passages.

26

Matériel et Méthodes


2.2.2.2. Procédé par rouissage

rouissage complet

Cinq opérations unitaires ont été exécutées au cours de ce procédé. Ce sont le
lavage des racines, l’épluchage, le rouissage des racines pendant 72 heures, les
tamisages et la premiére sédimentation. A l’exception du rouissage, toutes les autres
opérations unitaires intervenues dans ce procédé sont identiques à celles du procédé
traditionnel.

Rouissage

Il dure 72 heures et intervient juste après l’epluchage. Les racines fraîches
récoltées sont coupées en tranches de 5 cm environ et plongées dans l’eau courante
contenue dans des bassines plastiques. Ces bassines sont recouvertes de leur couvercle
et stockées à la température ambiante (27-28°C) à l’atelier pilote de transformation
agro-alimentaire de la Faculté des Sciences Agronomiques de l’Université d’Abomey-
calavi (Bénin).

rouissage complet suivi de la mouture
Six opérations unitaires ont été exécutées au cours de ce procédé. Ce sont le
lavage des racines, l’épluchage, le rouissage des racines pendant 24 et 48 heures, la
mouture des racines rouies, les tamisages et les sédimentations. A l’exception du
rouissage et de la mouture des racines rouies, toutes les autres opérations unitaires
intervenues dans ce procédé sont identiques à celles utilisées au cours du procédé
traditionnel.
Rouissage
Il dure 24 et 48 heures et intervient juste après l’epluchage. Les racines fraîches
récoltées sont coupées en tranches de 5 cm environ et plongées dans l’eau courante
contenue dans des bassines plastiques. Ces bassines sont recouvertes de leur couvercle
et stockées à température ambiante (27-28°C) à l’atelier pilote de transformation agro-
alimentaire de la Faculté des Sciences Agronomiques de l’Université d’Abomey-calavi
(Bénin).


27

Matériel et Méthodes
Mouture
Elle est faite sur les racines rouies à l’aide du même moulin selon la procédure
précédemment décrite.

rouissage partiel suivi de la mouture
Ce procédé comporte huit opérations unitaires. Ce sont le lavage des racines,
l’épluchage, le rouissage des racines à 6, 12, 18, ou 24 heures, le râpage des racines
rouies, la mouture des racines râpées, les tamisages et les sédimentations et le séchage
de l’amidon obtenu. A l’exception du rouissage et de la mouture des racines rouies,
toutes les autres opérations unitaires intervenues dans ce procédé sont identiques à
celles utilisées au cours du procédé traditionnel avec râpage des racines.
Rouissage
Il dure respectivement 6, 12, 18, ou 24 heures et intervient juste après
l’epluchage. Les racines fraîches récoltées sont coupées en tranches de 5 cm environ et
plongées dans l’eau courante contenue dans des bassines plastiques. Ces bassines sont
recouvertes de leur couvercle et stockées à température ambiante (27-28°C) à l’atelier
pilote de transformation agro-alimentaire de la Faculté des Sciences Agronomiques de
l’Université d’Abomey-calavi (Bénin).
Mouture
Elle est faite sur les racines râpées après leur rouissage. La mouture dans un
moulin à épices suivant la procédure décrite plus haut.


28

Matériel et Méthodes
2.3-Méthodes d’analyse physico-chimique


2.3.1. Observation microscopique

Des échantillons prélevés en cours de rouissage ou après râpage mouture ont été
placés entre lame et lamelle en présence de safranine puis observés à l’aide d’un
microscope triocculaire CH30 Olympus équipé d’un appareil photographique ordinaire
aux grossissements de 100 à 200.

2.3.2. Détermination de la couleur des farines d’amidon extrait

La couleur a été déterminée à l’aide d’un Chromamètre Minolta CR210b
étalonné avec une céramique de référence blanche dont les coordonnées de couleur
sont : X = 0,315 ; Y = 94,8 ; Z = 0,332. Les paramètres de couleur mesurés sont :
Δ E = [(Δ L)2 +(Δ a )2 +(Δ b)2] ½= différence totale de couleur par rapport à la
céramique blanche de référence
Avec Δ L = L*- L° = différence de luminance (clarté)
Δ a = a*- a° = différence de saturation en rouge
Δ b = b*- b° = différence de saturation en jaune

2.3.3. Détermination du taux de matière sèche
Elle est faite selon la méthode A.O.A.C (1984). Cette méthode consiste à sécher, à
refroidir et à peser des creusets munis chacun d’un couvercle (P0). 5 g de produit ( Pe)
sont pesés dans ces creusets munis de couvercles et séchés à l’étuve à 105°C pendant
48 heures. Après le séchage à l’étuve les creusets contenant les produits sont refroidis
puis pesés (P1) . La teneur en matière sèche est calculée par la formule ci après
P1 − P
%MS=
0
Pe

2.3.4. Détermination du pH et de l’acidité titrable

29

Matériel et Méthodes
Le pH et de l’acidité titrable des différents échantillons ont été déterminés
suivant le protocole de Nout et al.(1989) modifié. Pour ce faire, on pèse 10 g
d’échantillon auxquels on ajoute 20 ml d’eau distillée. L’ensemble est homogénéisé
par agitation magnétique. La mesure du pH se fait ensuite à l’aide du pH-mètre HANA
préalablement étalonné avec des solutions tampon de pH4 et pH7. A la suite de la
mesure du pH, on ajoute au mélange 70 ml d’eau distillée et quatre gouttes de
phénolphtaléine (indicateur coloré). On titre ensuite le tout avec de la soude 0,1 N. Le
calcul du pourcentage d’acide lactique se fait par la formule suivante :
V ×100 × 9

AT(mg AL/ mg de ms) =

M × a
où V = est le volume de titrant de normalité 0,1 N (en ml)

9= titre de l’acide lactique (en mg)

M=masse d’échantillon prélevée (10 g)
a = teneur en matière sèche de l’échantillon (% bh)

2.3.5. Dosage des fibres brutes

Les fibres sont déterminées par la méthode Rouwe Celstee. C’est une méthode
utilisée par le Nigerian Industrial Standard en 1988 pour la standardisation du gari. 1 g
d’échantillon est prélevé dans un erlenmeyer de 50 ml, puis bouilli pendant 30 minutes
sous un réfrigérant à reflux après addition d’acide sulfurique (0,3N). Le mélange
obtenu est refroidi pendant quelques minutes. A ce mélange, on ajoute 25 ml de soude
(1,5N) puis on fait bouillir l’ensemble pendant 30 mn. Le résidu obtenu à la suite du
passage à la chaleur est refroidi pendant quelques minutes, puis filtré successivement:
-cinq fois à l’eau bouillie,
-une fois avec 50 ml d’acide chlorhydrique (0,3N),
-cinq fois avec l’eau distillée simple,
-et une fois avec 50 ml d’acétone.
Le résidu ainsi lavé est séché à l’étuve à 105°C pendant une heure, puis pesé avant
d’être incinéré à 700°C au four pendant une heure et repesé.

Le taux de fibres brutes (en %) est calculé par la formule définie ci-après :

30

Matériel et Méthodes
(W
W )
1
2
Taux
de fibres brutes
=
x
100
% MS

W1 = poids du creuset après passage du résidu à l’étuve à 105°C
W2 = poids du creuset après passage du résidu au four à 700°C
%MS = Taux de matière sèche

2.3.6. Dosage des protéines brutes
Le dosage des protéines est fait par la méthode de kjeldhal. 1 g d’échantillon est
prélevé dans un matras. On ajoute 2 tablettes de catalyseur, 12 ml d’acide sulfurique
concentré et quelques granules de pierre ponce. L’ensemble est minéralisé pendant 3
heures à 420°C sous réfrigérant à reflux. A la fin de la minéralisation, le contenu du
matras est distillé après addition de 50ml d’eau distillée et 75ml de NaOH à 38 %
(P/V) au moyen d’un analyseur Kjeltec System 1002 D.U. Le distillat est recueilli
dans un erlenmeyer en présence de 25 ml de solution d’acide borique, puis titré par de
l’acide chlorhydrique 0,1 N. On fait de même pour le témoin (blanc).

Le taux de protéines est calculé selon la formule ci-après :
,
1 401 ×
,
6 25 ×
Ve
(
Vb)
Taux de protéines=
× T où
Pe
T = titre de l’acide chlorhydrique (0,1 N)
Ve = volume d’acide chlorhydrique ayant servi à la titration (ml)
Vb = volume d’acide chlorhydrique ayant servi à la titration du blanc (ml)
Pe = Poids sec de l’échantillon (g)
1,401= constante
6,25= facteur de conversion de l’azote en protéines

2.3.7. Détermination des propriétés rhéologiques
a- Mesure des viscosités apparentes

31

Matériel et Méthodes

Elles ont été faites sur des suspensions d’amidon à 7,1 % de matière sèche soit
28×
%
1
,
7
×100 g d’échantillon pour une suspension aqueuse de 28 g de masse totale
%MS
(où % MS = pourcentage de matière sèche)

Le cycle thermique adopté est celui de Bertoloni et al. (2000). Il comprend :
-un chauffage à 35°C pendant 1 minute ;
-un chauffage de 35 à 95°C pendant 10 minutes, à 6°C/min ;
-un chauffage à 95°C pendant 5 minutes ;
-et un refroidissement de 95 à 50°C pendant 7,5 minutes à 6°C/min.

Au cours de ce cycle thermique, les différents paramètres déterminés sont : la
température d’empesage (TE), la viscosité maximale au cours du chauffage (Vmax), la
viscosité au début du plateau à 95°C (V95d), la viscosité à la fin du plateau (V95f) et
la viscosité finale (Vfin). Toutes ces mesures sont exprimées en unités RVA.

b- Détermination des indices de solubilité et de gonflement
Le gonflement et la solubilité ont été déterminés sur des suspensions aqueuses
d’amidon sèche à 2,5% de matière sèche soit 0,7 g de matière sèche dans 28 g. Le
cycle thermique adopté est celui de Mestres et al (2000) et comprend :
- un chauffage à 35°C pendant 1 minute ;
-un chauffage de 35 à 75°C, à 6°C par minute ;

-un chauffage à 75°C pendant 2,5 minutes .
A l’issue du chauffage, la suspension est rapidement versée dans un godet à
centrifuger puis centrifugée à 3000 tours durant 15 minutes. Le surnageant et le culot
sont pesés séparément, séchés à 105°C durant 48 h, puis repesés, de manière à
calculer:
-l’indice de solubilité
100 × PSS
- S(%,bs)=

7
,
0
où PSS = poids sec du surnageant
-le pouvoir de gonflement (G) :

32

Matériel et Méthodes
PHCPSC
G g
( /g)=

PSC
où PHC = poids humide du culot
PSC = poids sec du culot


33

Matériel et Méthodes
2.4. Exploitation statistique des résultats
Les résultats ont été interprétés en utilisant la méthode d’analyse de variance
avec randomisation totale. Des coefficients de corrélation totale entre certains
paramètres ont été déterminés pour évaluer la force de liaison entre ces données.
Le logiciel d’analyse utilisé est le STATITCF.


34

Racines fraîches
lavées







Epluchage
Epluchures

Racines épluchées

Eau

Lavage


Râpage


Pulpe



Eau
Malaxage


Tamisage (1) Eau
Refus (1)




Lait d’amidon

Sédimentation (1)
Surnageant (1)

Amidon impur








Grattage(1)
Eau





Lavage(1)


Lait d’amidon


Tamisage (2)
Refus (2)

Lait tamisé

Sédimentation (2)

Surnageant


Amidon pur



Grattage (2)

Eau
Lavage (2 )

Pressage


Amidon pressé

Séchage solaire

Amidon séché



Figure 2 : Procédé traditionnel d’extraction de l’amidon


19


Racines fraîches
lavées

Epluchage
Epluchures Eau
Lavage









Râpage



Pulpe


Eau
Malaxage





Eau
Tamisage (1)

Refus(1)







Mouture Lait d’amidon

Pulpe
Sédimentation (1)

Malaxage Surnageant

Refus 3
Tamisage Amidon impur

Sédimentation

Grattage (1)
Amidon
Eau
Lavage(1)













Lait d’amidon

Tamisage (2)
Refus 2


Lait tamisé

Sédimentation (2)
Surnageant

Amidon pur


Grattage (2)
Eau




Lavage(2)

Pressage

Amidon pressé


Séchage solaire


Amidon



Figure 3 : Procédé traditionnel d’extraction suivi la mouture du refus de tamisage

20

Racines fraîches
Racines
lavées
fraîches lavées

Epluchures Epluchage





Eau
Lavage

Racines épluchées
lavées


mouture




Pulpe


Eau
Malaxage


Tamisage (1) Eau
Refus(1)

Lait
d’amidon


Sédimentation (1)
Surnageant(1)

Amidon impur




Grattage(1)






Eau
Lavage(1)







Lait d’amidon

Tamisage (2)

Refus(2)
Lait tamisé

Sédimentation (2)
Surnageant(2)

Amidon pur



Grattage(2)


Eau
Lavage (2)


Linge
Pressage




Amidon pressé

Séchage solaire


Amidon séché


Figure 4 : Procédé d’extraction par mouture directe



21




Racines fraîches
lavées

Epluchage



Epluchures

Eau
Lavage

Rouissage


Racines rouies



Pulpe
Eau


Malaxage



Eau


Tamisage (1)

Refus(1)







Lait d’amidon


Sédimentation (1)

Surnageant(1)

Amidon impur

Eau

Grattage(1)







Lavage(1)







Lait d’amidon

Refus(2)
Tamisage (2)


Lait tamisé

Sédimentation (2)
Surnageant(2)

Amidon pur



Grattage(2)


Eau
Lavage (2)


Linge
Pressage




Amidon pressé

Séchage solaire


Amidon séché

Figure 5 : Procédé d’extraction par rouissage complet

22


Racines fraîches
lavées

Epluchures Epluchage





Eau
Lavage



Rouissage


Racines rouies


Mouture




Pulpe
Eau


Malaxage


Tamisage (1) Eau
Refus(1)

Lait
d’amidon


Sédimentation (1)
Surnageant(1)

Amidon impur




Grattage(1)






Eau
Lavage(1)







Lait d’amidon

Tamisage (2)
Refus(2)

Lait tamisé

Sédimentation (2)
Surnageant(2)

Amidon pur



Grattage(2)


Eau
Lavage (2)



Pressage




Amidon pressé

Séchage solaire


Amidon séché



Figure 6: Procédé d’extraction par rouissage complet et mouture

23


Racines fraîches
lavées

Epluchures Epluchage





Eau
Lavage


Rouissage


Racines rouies


Râpage


Mouture




Pulpe


Eau
Malaxage


Tamisage (1) Eau
Refus(1)

Lait
d’amidon


Sédimentation (1)
Surnageant(1)

Amidon impur




Grattage(1)






Eau
Lavage(1)







Lait d’amidon

Tamisage (2)
Eau

Refus(2)
Lait tamisé

Sédimentation (2)
Surnageant(2)

Amidon pur



Grattage(2)


Eau
Lavage (2)


Linge
Pressage




Amidon pressé

Séchage solaire


Amidon séché


Figure 7: Procédé d’extraction par rouissage partiel et mouture


24


Résultats et discussions



III. RESULTATS ET DISCUSSION

1. Étude des principaux procédés d'extraction en usage au Bénin
Les procédés technologiques étudiés au cours de la phase d’enquête sont les
procédés technologiques du Sud représentés par le procédé d’extraction pratiqué par
les femmes du groupement Sissidékon à Tokan (Abomey-Calavi), les procédés
technologiques du centre représentés par le procédé pratiqué par les femmes du
groupement Vinandou à Zinvié, ces dernières ayant appris la technologie à Savalou, et
les procédés technologiques du Mono représentés par le procédé d’extraction pratiqué
à la ferme Gandjèto à Ouidah et qui provient de Agouégan, frontière entre le Mono et
le Togo.
Les Figures 8, 9 et 10 présentent les principales technologies recensées au cours
de la phase d’enquête. Ces technologies comprennent les principales opérations
unitaires que sont l’épluchage, le râpage, les deux tamisages humides, le lavage et le
pressage.

1.1 Les opérations unitaires
L’épluchage

Elle se fait à l’aide de couteaux, assez tranchants achetés au marché ou
fabriqués localement et a pour but l’élimination de l’écorce interne et externe de la
racine, mais aussi des parties abîmées. Au cours de l’épluchage, une partie de la racine
comestible est perdue. Dans les unités visitées, les racines sont enveloppées dans un
linge (de propreté variable) lors de l’épluchage pour éviter qu’elles ne soient
contaminées de poussières. La durée de l’épluchage dépend de l’habileté de la
transformatrice. C’est une opération qui dure en moyenne 15 à 20 minutes pour 10 kg
de racines fraîches, soit environ 3 heures pour 100 kg de racines. Bourangou et al.
(1995) rapportent que la durée nécessaire à l’épluchage du manioc pour la fabrication
du chikwangue est d’environ 2 heures pour 100 kg de racines de manioc. Cécil (1998)
rapporte également une durée de deux heures pour l’épluchage des racines. Selon ce
même auteur, la quantité de racines qu’une personne peut éplucher à la main dépend

34





Résultats et discussi


ons

Racines fraîches

lavées






Epluchage
Epluchures

Racines épluchées

Eau
Lavage

Râpage



Pulpe



Eau
Malaxage


Tamisage (1) Eau
Refus (1)




Lait d’amidon

Sédimentation (1)
Surnageant 1

Amidon impur








Grattage(1)
Eau





Lavage(1)

Lait d’amidon


Tamisage (2)
Refus (2)

Lait tamisé

Sédimentation (2)

Surnageant


Amidon pur



Grattage (2)


Lavage (2 ) Eau

Pressage


Amidon pressé

Séchage solaire

Amidon séché



Figure 8 : Procédé d’extraction d’amidon de manioc à Abomey-Calavi



35


Résultats et discussi



ons



Racines fraîches lavées






Epluchage
Epluchures

Racines épluchées


Râpage

Pulpe

Eau
Malaxage





Trempage
Eau

Tamisage (1)
Refus(1)




Lait
d’amidon
(33%) (100%)
Gari

Sédimentation (1)
Surnageant(1)

(67%) Amidon impur
Gari 1ère

qualité



Grattage(1)







Gari
Gari pour Eba
Lavage (1) Eau







Lait d’amidon

Tamisage (2)

Refus(2)
Lait tamisé

Sédimentation (2)
Surnageant

Amidon pur



Grattage (2) Eau


Lavage (2)



Pressage




Amidon pressé

Séchage


Amidon séché

Figure 9 : Procédé d’extraction d’amidon de manioc à Zinvié

36




Résultats et discussi


ons







Racine s fraîches lavées

Epluchage
Epluchures
Racines épluchées



Râpage



Pulpe


Eau
Malaxage





Eau
Tamisage (1)

Refus(1)







Pressage Lait d’amidon

Cuisson à sec
Sédimentation (1)
Fumure Séchage solaire Surnageant(1)

Amidon impur
Aliment de porc


Eau

Grattage(1)







Lavage(1)







Lait d’amidon

Tamisage (2)


Lait tamisé

Sédimentation (2)
Surnageant(2)

Amidon pur




Eau
Grattage (2)



Lavage(2)



Pressage




Emiettage Amidon pressé

Séchage
Tapioca


Amidon séché

Figure 10 : Procédé d’extraction d’amidon de manioc à Ouidah

37

Résultats et discussions
de différents facteurs comme la taille et la variété, car pour certaines variétés le cortex
ne se sépare pas facilement.
Le râpage

Le râpage est réalisé à l’aide d’une râpeuse mécanisée de nature différente selon
les unités de transformation. C’est une opération très rapide et peu pénible. En
moyenne, 2 minutes sont nécessaires pour le râpage d’environ 7,5 kg de racines
fraîches épluchées. Le râpage nécessite la présence de deux personnes : une première
actionne la râpeuse et une seconde remplit la trémie. Les appareils utilisées (râpeuses)
sont à lames (Ouidah) ou à tôle perforée (Abomey-Calavi et Zinvié)
Le tamisage
On observe dans toutes les unités visitées deux tamisages humides, séparés par
une sédimentation.
Premier tamisage

Le premier tamisage fait intervenir un malaxage et un pressage manuel. Cette
opération dure en moyenne 55 min pour 100 kg de pulpe à tamiser. C’est une
opération assez contraignante de par le nombre de bassines mobilisées, et l’importance
de la main d’œuvre requise et par le malaxage manuel qui est nécessaire. Le système
de tamisage varie d’une unité à l’autre.
Dans le cas de la technologie de Zinvié, l’équipement utilisé est constitué d’un
panier en osier dans lequel on dispose une toile. L’ensemble (panier + toile) est déposé
sur un cadre de bois carré ou rectangulaire muni de traverses et posé sur la bassine qui
sert à recueillir le lait. Une première transformatrice verse la pulpe dans la toile ainsi
apprêtée, puis du lait non saturé en amidon. Simultanément une deuxième
transformatrice malaxe la pulpe à la main, puis presse cette dernière de manière à en
extraire l’amidon qui est entraîné par le liquide. Lorsque le jus extrait devient assez
clair, la pulpe est arrosée d’eau et on procède à un dernier pressage avant de jeter le
refus obtenu.
Dans le cas de la technologie de Ouidah, l’équipement de tamisage est constitué
comme précédemment du panier en osier et du support de bois, mais cet ensemble est
déposé sur des piquets de façon à maintenir le système fixe à une distance d’environ
un mètre du sol. Quant à l’opération proprement dite, elle est effectuée par le biais des
38

Résultats et discussions
mouvements de va et vient imposés par les transformatrices à la toile. La pulpe subit
sous l’action de son poids un pressage qui évacue l’essentiel du lait d’amidon à travers
la toile. Le reste du lait est extrait par pressage manuel.

A Abomey-Calavi, la toile est fixée directement sur une bassine. La pulpe est
alors malaxée à la main et pressée pour libérer le lait.

A ce premier tamisage, fait suite une première sédimentation.
Sédimentations et lavages
Sédimentations

La sédimentation est une opération passive qui consiste à laisser décanter le lait
d’amidon extrait de la pulpe. Elle est réalisée dans des bassines en aluminium à
Ouidah et à Zinvié. Mais, elle est réalisée dans des bassines plastiques à Abomey-
calavi. Selon la transformatrice, la sédimentation en bassine aluminium ronge le
récipient et favorise le dépôt de fins fragments d’aluminium et autres déchets dans
l’amidon. On observe deux sédimentations dans les processus d’extraction
traditionnels. Elles sont généralement courtes à Ouidah et à Zinvié et plus longues à
Abomey- Calavi (Tableau 7). Les transformatrices évaluent la fin de la sédimentation
à la durée écoulée et à la consistance de l’amidon. Lorsque l’amidon est assez dur au
toucher, et qu’il n’y a pas de mélange possible du surnageant et de l’amidon lorsqu’on
y plonge la main, la sédimentation est jugée suffisante et on procède aux opérations
suivantes.

La technologie de Ouidah comporte la particularité d’une agitation du lait
d’amidon mis en œuvre en début de sédimentation. D’après la transformatrice, cela
faciliterait la remontée des impuretés vers la surface qui sont ensuite facilement
éliminées. On note par ailleurs à Zinvié, l’addition du Sulfate d’aluminium (Alun) au
lait d’amidon pour faciliter la sédimentation.
lavages

Ils interviennent après la première et la deuxième sédimentation. On élimine
d’abord l’eau qui surnage l’amidon. Il reste une couche de couleur jaune qui est
éliminée par raclage à la main. La surface de l’amidon est ensuite lavée à l’eau.
L’amidon issu du premier lavage est remis en suspension dans l’eau pour une
deuxième sédimentation. Celui issu du deuxième lavage est conduit au pressage. Les

39

Résultats et discussions
lavages sont des opérations de très courte durée. Ils sont fonction de la surface au
contact avec le surnageant.
Deuxième tamisage
Après lavage, le lait obtenu est versé dans le tamis utilisé pour la première
sédimentation et on recueille le lait purifié dans une bassine pour la sédimentation
finale.
Pressage

L’opération de pressage consiste à poser un pagne, ou un pagne contenant de la
cendre, sur la surface de l’amidon de manière à extraire une partie de l’eau présente
dans l’amidon.
Séchage

Il a été observé à Ouidah et à Abomey-calavi. L’amidon recueilli après pressage
est émietté et étalé sur des toiles au soleil. Le séchage dure environ 36 à 48 heures.

Ces principales opérations sont identiques à celles décrites par Brabet (1994)
dans les rallenderies Colombiennes et à celles mises en œuvre dans la préparation du
gari (Muchnick, 1984; Nago,1995). Ceci explique probablement pourquoi de
nombreuses unités de production de gari pratiquent parallélement l’extraction de
l’amidon de manioc. Les technologies étudiées présentent quelques différences entre
elles, en particulier certaines opérations (Tableau 7).

Tableau 7: Opérations différentes selon les unités de production d’amidon de manioc

Opérations Calavi
Zinvié
Ouidah
Lavage avant râpage
*
*
-
Trempage de la pulpe avant tamisage
-
*
-
Agitation du lait avant sédimentation
-
-
*
Durée de 1ère sédimentation
2 heures
19 à 24 heures 1heure 30 minutes
1 heures30
Durée de 2ème sédimentation
24 heures
1heure 50 minutes
minutes
Ajout d'agent facilitant la sédimentation

*

* :Opération pratiquée
- : Opération non pratiquée

40

Résultats et discussions
1.2 Evaluation des technologies
Les rendements moyens1 en amidon des trois technologies ne dépassent guère
25 % (bs) avec une teneur moyenne en fibres d’environ 2% (bs) et de protéines
d’environ 0,17 % (bs) (Tableau 8). Ces rendements sont assez voisins. Cependant
l’amidon obtenu à partir de la technologie de Zinvié présente une plus forte teneur en
fibres par rapport aux autres technologies. Le rendement moyen en refus est élevé 26,1
%(bs), avec une teneur en fibres de 8,31 %. Cette teneur est légèrement élevée au
niveau de la technologie de Ouidah. Cette différence est probablement liée à la racine
utilisée.
Tableau 8: Rendement et caractéristiques des produits


Calavi Zinvié Ouidah
Moyenne
Amidon :




Rendement (% bs)*
24,72
25,88
24,17
24,96
Rendement (% bh)*
8,56
9,50
7,70
8,59
Teneur en fibres (% bs)
1,92
1,85
2,56
2,11
Teneur en protéines (% bs)
0,17
0,17
0,18
0,17
Refus :




Rendement (% bs)*
26,32
26,43
25,45
26,1
Teneur en fibres (% bs)
7,41
7,33
10,18
8,31
* Exprimé en pourcentage du poids de la racine fraîche
** % en base sèche de la racine fraîche

Brabet (1996) rapporte également que les rendements en amidon aigre obtenus
au Bénin à partir de 4 variétés de manioc (Agric, Odoungbo, TMS 30572 et BEN
86052) sont inférieurs à 14 % (bh) (Tableau 9).
Tableau 9 :Rendement en amidon aigre de manioc(g d’amidon sec pour 100 g de
racine fraîche)
Variété de manioc
Rendement en amidon aigre (%, bh)
Agric 11.6
Odoungbo 13.5
TMS 30572
13.2
BEN 86052
8.9
Source: Brabet (1996)

1 Les technologies n’ont pas été répétées pour permettre d’effectuer une analyse de variance.

41

Résultats et discussions

Ces résultats pourraient s’expliquer par le faible niveau technologique du système
d’extraction. Toutefois ces résultats peuvent être liés à la variété de manioc, aux
conditions de culture, et à l’âge de la plante. Ces rendements varient en effet de 13,5 à
17 % (bh) pour les variétés étudiées en Côte d’Ivoire (Biétrix,1996) et atteignent 21 %
(bh) pour les variétés étudiées au Brésil et en Colombie (Cereda,1991b; Chuzel et
Muchnick,1993 et Biétrix,1996).
Par ailleurs, plusieurs formes de valorisation des sous-produits ont été
identifiées (Tableau 10). Le refus issu du premier tamisage peut subir une garification
et être incorporé au gari ordinaire pour en faire un gari de faible valeur marchande (cas
de la technologie de Zinvié). On a aussi observé la cuisson du refus qui, après séchage,
est utilisé en alimentation animale, alors que les épluchures sont utilisées sous forme
de fumure.

Tableau 10 :Valorisation des sous- produits

Opérations Calavi
Zinvié
Ouidah
Valorisation des épluchures
-
-
*
Valorisation du refus sous forme de gari
-
*
-
Autres formes de valorisation du refus(alimentation
- - *
animale et fumure)
* : présence de la forme de valorisation
- : absence de la forme de valorisation

Le refus issu du premier tamisage (afrecho) est aussi séché et utilisé en
alimentation animale en Colombie (Brabet, 1994). C’est un produit assez riche en
fibres mais contenant encore beaucoup d’amidon. Selon le même auteur, la crème
surnageant l’amidon issu de la première sédimentation est séchée et servirait en
particulier pour l’alimentation des cochons.

1.3. Marché de l’amidon
23 entreprises, unités de production et de prestation de service avaient été
retenues comme utilisatrices potentielles d’amidon. L’enquête a révélé que 10

42

Résultats et discussions
seulement sont effectivement utilisatrices d’amidon (Tableau 11). L’amidon utilisé
provient d’origines botaniques et géographiques diverses.
Tableau 11 : Entreprises et unités potentiellement utilisatrices d’amidon.
Entreprises
Objet social
Observations
Société ADEOSSI Fabrication de produits amylacés
-
et Fils
SITEX
Production et commercialisation de
Utilisation d'amidon de manioc
tissus écrus
COTEB SA
Industries de transformation textiles
Utilisation d'amidon de manioc
SOBETEX
Impression sur tissus
Pas d'utilisation d'amidon
DECORATION Peintures et décoration et sérigraphie
Pas d'utilisation d'amidon
en REVE
SANIPA
Fabrication de papier hygiénique
Pas d'utilisation d'amidon
SOCIETE
Produits d'imprimerie
Pas d'utilisation d'amidon
TUNDE
IMPRIMERIE

PAPETERIE
Imprimerie- papeterie
Pas d'utilisation d'amidon
CONTINENTAL

E du BENIN
IMPRIMERIE Imprimerie- papeterie
Pas d'utilisation d'amidon
HAROLD
PRESSE
SOBEPEC
Fabrication de peinture
Pas d'utilisation d'amidon
BENIN
Fabrication de peinture, diluants et
Pas d'utilisation d'amidon
CHEMICALS vernis
AND
MARKETING
BENIN
Fabrication de peinture
Pas d'utilisation d'amidon
DETERGEANT
SIBIC SARL
Fabrication de peinture
Pas d'utilisation d'amidon
BIO
BENIN Fabrication de solutés massifs
Pas d'utilisation d'amidon
injectables

Officines
Objet social
Observations
PHARMA
Fabrication de médicaments
Utilisation d'amidon de manioc de blé, de
QUICK
pomme de terre , de riz et de maïs
PHARMACIE ST Fabrication et importation de
Utilisation d'amidon de maïs
JEAN
médicaments
PHARMACIE Fabrication et importation de
Pas d'utilisation d'amidon
JONQUET
médicaments


Unités de
Objet social
Observations
transformations
Fabrication de produits alimentaires
ALIVIE
Utilisation d'amidon de manioc
artisanaux
Groupement
Fabrication de produits alimentaires
Utilisation d'amidon de manioc
SISSIDEKON artisanaux
Groupement
Fabrication de produits alimentaires
Utilisation d'amidon de manioc
VINANDOU
artisanaux
Ferme
Fabrication de produits alimentaires
Utilisation d'amidon de manioc
GANDJETO
artisanaux

43

Résultats et discussions
TENTURIERS Teinture des tissus
Utilisation d'amidon de manioc

Unités artisanales de transformation et de prestation de service

A ce niveau, la principale utilisation de l’amidon est d’ordre alimentaire. Il est
utilisé pour la production de biscuits (goman kpékuin ou petit beurre et goman klèklè),
et de tapioca (amidon déshydraté prégélatinisé et sec). Vient ensuite l’utilisation de
l’amidon de manioc dans la teinture où il joue le rôle d’adhésif au colorant et assure
l’éclat du tissu. Ces unités artisanales s’approvisionnent en amidon de manioc sur le
marché local. Deux principaux paramètres sont cités comme critère de qualité de
l’amidon : ce sont la couleur et l’acidité.
La couleur

C’est le critère le plus important. La couleur blanche est recherchée et tout
changement de couleur est signe d’une altération de l’amidon.
L’acidité

Elle fait suite à la couleur mais c’est un critère moins important. L’acidité de
l’amidon ne doit pas être trop élevée ; elle peut être diminuée en procédant à un lavage
de ce dernier avant utilisation.

Entreprises industrielles
Industries pharmaceutiques et officines privées

Des amidons d’origines botaniques et géographiques diverses sont utilisés
comme adjuvants dans la fabrication de médicaments. Il s’agit de l’amidon de maïs
(Maldis amylum), riz (Oryzae amylum), de pomme de terre (Solani amylum) et (Tritici
amylum).

Les critères de qualités importants qui conditionnent l’utilisation de ces divers
amidons sont : la teneur en eau, l’acidité titrable, la complexation en présence d’iode,
la capacité de l’amidon à former un empois (Pharmacopée Européenne, 1984 ;
annexe). Cependant ces critères ne font pas l’objet d’un contrôle de qualité au Bénin,
puisque l’amidon utilisé est agréé par les laboratoires occidentaux avant achat.
Industries textiles

L’encollage des fibres textiles composant le tissu écru nécessite la présence
d’amidon ou de fécule possédant des caractéristiques définies. Lorsque l’amidon

44

Résultats et discussions
utilisé provient du manioc, il doit posséder un bon pouvoir collant, c’est à dire une
bonne capacité d’adhésion au tissu lors du traitement thermique et une bonne tenue à
l’abrasion qui est sa capacité à résister au traitement mécanique intervenant lors du
traitement thermique. La fécule de manioc également doit avoir une viscosité élevée et
une bonne stabilité. Elle doit avoir une couleur blanche, exempte d’impuretés, avoir
une teneur en eau inférieure à 20 %, et un pH variant entre 5 et 6. Lorsque le pH est
inférieur à 5, il peut être réajusté à un pH approprié par addition de la soude avant son
utilisation.

La société SITEX estime son besoin actuel en fécule ou amidon à 104,5 tonnes
/an. Cette fécule est fournit par l’entreprise Elite industriel et proviendrait du
NIGERIA.

2. Etude des alternatives de production d’amidon de manioc
2.1- Effet des différents types de traitement mécanique
Deux types de traitement mécanique du manioc ont été testés. Ces traitements
ont porté sur les racines et le refus issu de tamisage. Il s’agit d’abord du râpage des
racines avant extraction d’amidon qui est la méthode traditionnelle. Il est effectué à
l’aide d’une râpe mécanisée munie d’un cylindre à tôle perforée. Le second traitement
mécanique est la mouture. Elle est réalisée sur la racine et sur le refus de tamisage à
l’aide d’un « moulin à épices » (moulin à disques métalliques). La mouture a été testée
directement sur la racine épluchée ou sur le refus de tamisage après une première
extraction qui fait suite à un râpage. L’amidon décanté obtenu après tamisage de la
racine râpée et du refus moulu est cumulé. On a opéré de même pour les surnageants
obtenus pour les deux extractions successives. Ces essais ont été réalisés en double sur
une même variété de manioc récoltée à 1 mois d’intervalle.

2.1.1. Bilan de matière
Il est déterminé à partir des rendements des différents produits d’extraction et
des teneurs en fibres et protéines obtenues.


45

Résultats et discussions
2.1.1.1. Teneurs en matière sèche, fibres et protéines
Les résultats sont présentés au tableau ci- après :
Tableau 12: Teneur en matière sèche (% bh), fibres et protéines (% bs) des produits

Traditionnel Traditionnel
+ Mouture Moyenne CV
(%)
Effet
mouture refus
directe
technologie
Racine épluchée






Matière sèche (% bh)
33,7 31,6
32,2
32,5
8
NS
Amidon






Matière sèche (% bh)
54,6 53,6
46,9
51,7
6
NS
Fibres (% bs)
1,4
1,5
1,4
1,4
20,1
NS
Protéines (% bs)
0,50
0,56
0,24
0,43
2,3
*







Refus
Matière sèche (% bh)
18,8 15,8
12,7
15,8
8 *
Fibres (% bs)
12,2
18,2
18,0
16,2
18,7
NS
NS : non significatif ; * Significatif à 5 %
L’analyse de variance ne révèle pas de différence significative entre les teneurs
en matières sèches observées au niveau de la racine épluchée (32,5 %, bh, en
moyenne) ainsi qu’au niveau des amidons (51,7 % bh, en moyenne) obtenus à partir de
ces technologies (Tableau 12). Cependant, en moyenne, les valeurs obtenues pour les
amidons extraits sont voisines de celles observées par Brabet (1994) pour l’amidon
aigre (50%,bh).
La teneur en matière sèche du refus obtenu par la méthode traditionnelle
(râpage seul) est significativement plu élevée (18,8 %, bh) par rapport aux deux autres
procédés. De même on note un coefficient de variation de ces valeurs relativement
élevé (entre 6 et 8 %), lié aux difficultés d’échantillonnage d’un produit très humide
qui décante rapidement.
La teneur en fibres de l’amidon extrait ne varie pas de façon significative entre
les technologies. Mais la teneur moyenne (1,4 % bs) est relativement élevée. Ceci va à
l’encontre des résultats de Chuzel et al. (1995) qui mesurent une teneur en fibres 10
fois plus faible et qui augmente de 0,06 % à 0,19 % avec l’amélioration du râpage.
L’augmentation de la teneur en fibres observée peut être liée à la méthode utilisée pour
sa détermination. Cependant, la teneur en protéines diminue de façon significative
avec la technologie de broyage directe (Tableau 12). Les fibres du refus pourraient
servir de piège aux protéines lors du tamisage.

46

Résultats et discussions
Quant à la teneur en fibres du refus, l’analyse de variance ne révèle pas de
différence significative entre les technologies.

2.1.1.2. Rendements
Les rendements des divers produits et sous-produits d’extraction sont regroupés
au tableau 13
Tableau 13 : Rendements des produits et sous-produits

Traditionnel Traditionnel + Mouture
Moyenne CV
(%) Effet
mouture refus
directe
technologie
Rendement (bs)






Racine épluchée
65,4
66,7
64,7
65,6
7
NS
Refus 16,5
7,9
8,6
11,0
14
*
Surnageants 8,9
12,3
14,3
11,8
19
NS
Amidon 28,4
38,3
35,4
34,0
14
NS
Pertes 11,6
8,2
6,4
8,8
71
NS
NS : non significatif ; * Significatif à 5 %
Les rendements ont été calculés à partir des masses pesées en cours de
transformation corrigées des teneurs en matière sèche mesurées. Ils sont exprimés en
pourcentage de matière sèche de la racine fraîche initiale.
On remarque en premier lieu un rendement à l’épluchage assez faible (66 % en
moyenne). Nago (1995) observe un rendement voisin avec la technologie
traditionnelle de préparation du gari (67,4%).
L’analyse de variance révèle que le type de traitement mécanique n’influence
de manière significative que le rendement en refus. Ce dernier diminue de façon
significative avec la mouture que celle-ci soit effectuée directement ou après râpage.
La baisse de rendement du refus observée après mouture est lié à l’effet d’écrasement
et au cisaillement entre les meules. Ce qui a libéré des matières capables de traverser
les mailles du tamis utilisé. Les photos (1 à 6) présentent les observations au
microscope triocculaire de la racines fraîche et des refus de tamisage. La racine fraîche
est présentée à la photo 1. Elle est remplie de gains d’amidon. Lorsque le râpage
constitue le seul traitement mécanique utilisé, on note encore la présence dans les
cellules d’amas de grains d’amidon colorés au noir après traitement à la safranine
(photo 2). Avec l’intervention de la mouture les cellules se vident davantage des grains
d’amidon (photo 3 à 6).

47

Résultats et discussions

48

Résultats et discussions
Les différences observées au niveau du rendement en amidon ou en surnageant
ne sont pas significatives, même si ceux-ci ont visiblement tendance à augmenter avec
la mouture. Cette absence de significativité est liée à la faible reproductibilité des
expérimentations (coefficient de variation de la résiduelle de l’ordre de 15 %) et une
répétition supplémentaire aurait certainement mis en évidence ces différences. Grâce
(1977) rapporte, en effet, qu’un second râpage permet d’élever le rendement en
amidon par rapport au rendement du premier râpage. De même, Cecil (1998) fait
observer que plus les racines sont râpées finement, plus on obtiendra de l’amidon.
Cependant, avec un râpage fin, les fibres pourraient devenir difficiles à séparer de
l’amidon du fait de leur finesse et augmenter ainsi les pertes dans le surnageant (loi de
Stockes).

2.1.2. Caractérisation des produits et sous produits
La caractérisation des produits et sous-produits passe par la détermination de
l’acidité, de la couleur et des caractéristiques rhéologiques des amidons extraits

2.1.2.1. Acidité titrable et couleur des amidons extraits

Ces paramètres sont présentés au Tableau 14

Tableau 14 : Acidité titrable et couleur des amidons extraits

Traditionnel Traditionnel
+ Mouture Moyenne CV
(%)
Effet
mouture refus
directe
technologie
Acidité






pH 4,0
3,9
3,8
3,9
5,2
NS
Acidité titrable1
1,8 2,2
2,2
2.1
8,2
NS
Couleur






L*
96,9 96,7
94,9
96,2
0,
3
*
b*
- 0,7
- 0,1
1,4
O,2
177,3
*
∆E
6,1 6,7
7,4
6,7
15,2
NS
1 mg acide lactique/g bs
NS : non significatif ; * Significatif à 5 %

Les traitements mécaniques étudiés n’influencent pas de manière significative
le pH, l’acidité titrable des amidons extraits et la différence de couleur par rapport à la
céramique blanche. Cependant la différence de saturation en jaune (b*) et la luminance
(L*) varient de manière significative avec les traitement mécaniques. Cette dernière
présente la plus faible valeur avec la technologie de mouture directe (Tableau 14).

49

Résultats et discussions
Mais en moyenne l’amidon présente une luminance plus élevée que celle du ogui et du
mawè. On peut expliquer cela par la faible présence de particules fines ( fibres et
protéines) dans l’amidon de manioc par rapport au mawè et au ogui et le
blanchissement de l’amidon qui à lieu au cours du séchage solaire (Grâce,1977). On
note cependant un coefficient de variation des valeurs de b* très élevé (177 %). Ceci
est lié aux difficultés de séchage de l’amidon en temps pluvieux. Des tâches jaunes
apparaissent déjà sur l’amidon lorsqu’il n’est pas séché au soleil les 24 heures qui
suivent son extraction.
2.1.2.2. Caractéristiques rhéologiques
Les caractéristiques rhéologiques des amidons ont été déterminées à partir des
indices de solubilité et de gonflement des amidons extraits de même à partir des
viscosités apparentes et des températures d’empesage. Le tableau 15 présente ces
différents paramètres.

Tableau 15 : Caractéristiques rhéologiques des amidons extraits

Traditionnel Traditionnel
+ Mouture Moyenne CV
(%)
Effet
mouture refus
directe
technologie
Solubilité/gonflement






Solubilité 11,1
9,9
10,3
10,42
16,1
NS
Gonflement
40,1 40,5
31,7
37,4
5,1
*
Rhéologie






TE (°C)
67,7
67,5
67,6
67,6
0,8
NS
V 95d
106,9
83,9
100,5
97,1
11,6
NS
V max
158,4 146,5
141,2
148,7
6,5
NS
V 95 f
72,7
61,3
67,4
67,1
8
NS
V fin
105,9
90
101,3
98,7
10,6
NS
NS : non significatif ; * Significatif à 5 %
L’analyse de variance révèle que le type de traitement mécanique influence le
gonflement de l’amidon. Le pouvoir de gonflement diminue de façon significative
avec la mouture directe. Les différences ne sont pas significatives au niveau de la
solubilité, la température d’empesage et les viscosités apparentes. Cette diminution du
gonflement observée au niveau de la technologie de mouture direct est liée à une
altération de la structure interne des granules (Moorthy et Mathiew, 1998)
probablement due à la mouture.

50

Résultats et discussions
L’introduction de la mouture dans le procédé traditionnel permet de diminuer le
rendement en refus. En revanche, on observe aucune augmentation significative des
rendements en amidon due à la faible reproductibilité des expérimentations
(coefficient de variation de la résiduelle de l’ordre de 15 %). Toutefois, l’amidon
extrait présente des caractéristiques rhéologiques voisines de celui obtenu au niveau de
la technologie traditionnelle à l’exception du gonflement qui diminue de manière
significative avec la technologie de mouture directe.


2.2. Effet du rouissage
2.2.1.- Rouissage seul

Un premier essai a été réalisé en effectuant un rouissage des racines épluchées
durant 3 jours et une extraction directe de l’amidon, sans râpage ni mouture de la
racine rouie.
Les racines rouies sont malaxées à la main, après addition d’eau puis tamisées.
Le lait d’amidon obtenu est laissé sédimenter. Le rendement en refus mesuré (15 %, bs
par rapport à la racine entière) est équivalent à celui mesuré sur la technologie
traditionnel avec râpage de la racine épluchée (16,5 %, bs par rapport à la racine
entière). Toutefois, le lait d’amidon obtenu ne sédimente pas. L’observation au
microscope au grossissement 100 et 200 révèle que le lait d’amidon est constitué de
cellules de parenchyme entières indépendantes contenant les grains d’amidon; ils ne
sont pas libérés de leurs matrices cellulaires. Ces cellules sont incapables de
sédimenter contrairement à l’amidon. On remarque par ailleurs que lorsqu’on exerce
une légère pression sur la lamelle posée sur la préparation microscopique, les cellules
éclatent et libèrent les grains d’amidon.

Le rouissage suivi du malaxage manuel suffit donc pour désagréger la pulpe de
manioc; les cellules de parenchymes sont détachées et l’amidon passent à travers le
tamis. Une action mécanique après rouissage est toutefois nécessaire pour libérer les
grains d’amidon des matrices cellulaires.




51

Résultats et discussions

2.2.2 Rouissage complet et mouture
Nous avons réalisé un essai de rouissage suivi d’une mouture de la pulpe. Cet
essai a été comparé à un « témoin » dont les racines non pas été rouies. Ces dernières
ont simplement été râpées et passées à la mouture au moulin. Le Tableau 16 présente
l’évolution de la matière sèche et des rendements des amidons extraits.

Tableau 16: Evolution de la matière sèche et des rendements des amidons extraits

Durée du rouissage (heures)
0 h
24 h
48 h
Amidon :



Teneur en matière sèche (% bh)
50,9
31,2
32,4
Rendement (% bs)*
45
21
20
Refus :



Teneur en matière sèche (% bh)
7,2
21,9
16,7
Rendement (% bs)*
9
8
7
* Rendement en base sèche exprimé en pourcentage par rapport à la racine entière

La teneur en matière sèche des amidons extraits après 24 ou 48 heures de
rouissage est plus faible (Tableau 16) que celle d’avant rouissage. Ceci se traduit aussi
par un rendement en amidon plus faible, car ce dernier sédimente très difficilement. En
effet, la sédimentation des particules telles que les grains d’amidon est fonction de leur
taille et de leur densité (loi de Stockes) en supposant que la viscosité du lait de
sédimentation n’est pas différente. De ce fait, le fort taux d’humidité du sédiment
explique sans doute sa difficulté à se séparer du surnageant. La densité des particules
est faible du fait de leur forte teneur en eau et donc ralentit d’autant la vitesse de
sédimentation. Le taux de pertes dans le surnageant devient donc très important. Les
pertes au niveau du refus de tamisage sont en revanche faibles (inférieures à 10 %).

Pour pallier cette difficulté de sédimentation nous avons donc testé des
rouissages partiels

2.2.3. Rouissage partiel et mouture

Un essais de rouissage partiel des racines suivi de la mouture de la pulpe a été
réalisé. Cet essai a été comparé à un « témoin » dont les racines n’ont pas été rouies.
Ces dernières ont simplement été râpées et passées à la mouture.

52

Résultats et discussions
2.2.3.1. Bilan de matière
Il est déterminé à partir des rendements des différents produits d’extraction et à
partir de leurs teneurs en fibres et protéines.

Teneurs en matière sèche, fibres et protéines des produits

Ils sont présentés au Tableau 17
Tableau 17 : Teneur en matière sèche (% bh), fibres et amidon (% bs) des produits

Durée de rouissage (h)
0
6
12
18
24
Moyenne CV (%) Effet durée
de
rouissage
Racine épluchée








Matière sèche (% bh)
32,2
35,2
33,8
31,2
nd
33,1
nd
nd
Amidon








Matière sèche (% bh)
46,9 42,6 44,1 42 36,6 42,4
11
NS
Fibres
(%
bs)
1,4 1,7 1,4 1,5 1,4 1,5
48
NS
Protéines
(%
bs)
0,24 0,23 0,38 0,41 0,73 0,4
29
*
Refus








Matière sèche (% bh)
12,6 11,1 14,1 15,4 19,7 14,6
15
NS
Fibres (% bs)
18,0
20,5
17,1
22,4
27,9
27,2
14
NS
nd : non déterminé ; NS : non significatif ; * Significatif à 5 %
On observe au niveau de la teneur en matière sèche des produits un coefficient
de variation élevé (supérieur à 10%, Tableau 17). Il n’existe pas d’effet de la durée de
rouissage sur ce paramètre ; la teneur en matière sèche moyenne de l’amidon est de
42,4 % (bh). Cette valeur est inférieure à celle observée par Brabet (1994) pour
l’amidon de manioc (50 à 55% (bh). On observe par ailleurs une teneur en protéines
plus élevée pour l’amidon extrait de la pulpe rouie, alors que la teneur en fibres reste
voisine dans tous les cas de 1,5 %. Cette teneur relativement élevée en fibres pourrait
expliquer la forte teneur en eau de l’amidon extrait, les fibres pouvant fixer plus d’eau
que l’amidon.

Rendements
Les rendements des divers produits et sous-produits d’extraction sont présentés
au Tableau 18

53

Résultats et discussions
Tableau 18 : Rendement (%, bs racine entière) des produits

Durée de rouissage (h)
0 6 12 18 24
Moyenne
CV
(%) Effet
technologie
Racine
épluchée
64,7 64,6 62,1 64,7 64,7 64,2
9
NS
Refus
8,6 7,3 6,0 4,0 3,6 5,9
33
*
Surnageants
14,3 8,6 6,2 5,4 7,6 8,4
22
NS
Amidon
35,4 32,0 32,7 32,5 26,1 31,7
19
NS
Pertes
6,4 16,7 17,2 22,8 27,4 18,1
23
*
NS : non significatif ; * Significatif à 5 %
Le rendement d’épluchage des racines est proche de 65 % (bs, Tableau 18). Au
cours de cet essai, on observe une faible reproductibilité, car le coefficient de variation
est supérieur à 15 %. Le rendement en amidon ne varie pas de manière significative
avec le rouissage et sa valeur moyenne est 31,7 %. Le rendement en refus quant à lui
diminue de façon significative au cours du rouissage. Les photos 7 à 10 présentent des
observations au microscope des refus de tamisage après 0 heure de rouissage et 24
heures de rouissage. Ces photos révèlent que les grains d’amidon diminuent dans le
refus avec l’application du rouissage.
Le taux de pertes augmente de façon significative avec la durée de rouissage, et
atteint 30 % après 24 heures. Ceci pourrait être dû à une perte biochimique liée à
l’activité des microorganismes durant la phase de rouissage. En effet, Oyewole et
Odunfa (1988) rapportent que les bactéries lactiques constituent la flore dominante
dans le processus de rouissage. De même, Collard et Levi (1959), Cardenas et al
(1980), Regez et al (1989), Giraud et al. (1991) ont mis en évidence la présence de
bactéries amylolytiques pendant le processus de rouissage; ces bactéries peuvent
utiliser l’amidon comme source d’énergie durant le rouissage. Une solubilisation
partielle des composants de la pulpe pourrait aussi contribuer à augmenter les pertes.


54

Résultats et discussions

55

Résultats et discussions
2.2.3.2. Caractérisation des produits et sous-produits
La caractérisation des produits et sous produits a été réalisée à partir de
l’évaluation de l’acidité, de la couleur, des caractérisations rhéologiques des amidons
extraits.

Acidité titrable et couleur des amidons extraits

Elles sont regroupées au Tableau 19
Tableau 19 : Acidité titrable et couleur des amidons extraits

Durée de rouissage (h)
0
6
12
18
24
Moyenne CV (%) Effet durée
de
rouissage
Acidité








pH
3,79 3,81 3,86 3,73 3,78 3,79
6,8
NS
Acidité titrable1
2,2 3,3 3,8 4,4 9 4,5
7,9
*
Couleur








L*
94,9 95,1 94,6 94,5 94,3 94,7
0,3
NS
b*
1,4 1,3 1,8 1,4 1,6 1,5
28
NS
∆E
7,4 6,4 7,8 7,6 8,7 7,6
18
NS
NS : non significatif ; * Significatif à 5 %
L’analyse de variance révèle que le rouissage influence de manière significative
l’acidité titrable de l’amidon. Cette dernière augmente de façon significative à 24
heures de rouissage (Tableau 19). Les différences observées au niveau de la luminance
(L*), de la différence de saturation en jaune (b*) et de la différence de couleur par
rapport à la céramique blanche de référence (∆E) ne sont pas significatives. Mais en
moyenne, l’amidon extrait présente une luminance plus élevée et un ∆E plus faible,
comparées à celles du ogui et du mawè.
L’augmentation observée au niveau de l’acidité titrable est liée à l’hydrolyse de
l’amidon qui fait suite à la mouture et à la fermentation. En effet, Favier (1977)
rapporte que, certains traitements tels que le broyage, le chauffage, l’action des
détergents, des acides dilués ou des rayons gamma accélèrent la digestibilité in vitro de
l’amidon. De même, Cardenas et De Buckle (1980); Ducrocq (1990) et Brabet (1994)
ont montré la présence d’une flore lactique prédominante du genre Lactobacillus.
Martinez et Zapata (1981) cité par Brabet (1994) ont plutôt souligné la présence d’une
flore amylolitique pendant la fermentation de l’amidon de manioc. Enfin, Gomez

56

Résultats et discussions
(1993) cité par le même auteur a isolé des bactéries amylolitiques α amylases acido-
tolérantes.

Caractéristiques rhéologiques
Les caractéristiques rhéologiques des amidons ont été déterminées à partir des
indices de solubilité et de gonflement des amidons extraits, des viscosités apparentes et
des températures d’empesage. Le Tableau 20 présente ces différents paramètres.

Tableau 20 : Caractéristiques rhéologiques des amidons extraits

Durée de rouissage (h)
0
6
12
18
24
Moyenne CV (%) Effet durée
de
rouissage
Solubilité/gonflement








Solubilité
10,3 11,3 9,5 8,3 6,1 9,1 14,1
NS
Gonflement
31,7 33,6 22,1 20,5 14,9 24,55
5
*
Rhéologie








TE
(°C)
67,6 67,5 68,3 69 70,9 68,7
1,1
*
V
95d
100,5 100,1 109,4 107,9 106,4 104,85
11
NS
V max
141,2 141,6 141,9 136,1 129,2 104,9
11
NS
V 95 f
67,4
70,5
73,1
74
74,6
71,9
7
NS
V
fin
101,3 102,9 105,9 102 96,5 101,7
11
NS
NS : non significatif ; * Significatif à 5 %
Le rouissage influence de manière significative le gonflement et la température
d’empesage des amidons extraits. Les différences observées au niveau de la solubilité
et des viscosités apparentes ne sont pas significatives. La diminution de l’indice de
gonflement est liée à l’altération de la structure interne des granules. Cela est dû à
l’action des enzymes ou des acides en raison de la fermentation (Moorthy et Mathiew,
1998). L’augmentation de la température d’empesage est en relation avec le
phénomène de recuit intervenu lors de la fermentation (Mestres et al.,2000)

Le rouissage partiel de la racine suivi de la mouture avant extraction a entraîné
une diminution significative du rendement du refus. En revanche, on n’observe pas
une augmentation significative du rendement en amidon. Ce dernier est compensé par
les pertes qui augmentent jusqu’à 30% à 24 heures de rouissage. Ces pertes sont
essentiellement dues à l’action des bactéries lactiques au cours du rouissage. Ce
procédé technologique s’accompagne également d’une difficulté de sédimentation de
l’amidon et d’une modification du comportement rhéologique de ce dernier.

57

Résultats et discussions

Au vu de ces résultats, nous proposons que les prochaines études concentrent
leurs efforts sur une extraction sans épluchage. Les racines seront simplement brossées
pour éliminer les impuretés. Ce procédé pourrait présenter l’avantage d’augmenter le
rendement de l’amidon extrait. On peut également procéder à un rouissage suivi d’un
écrasement des racines qui est différent du cisaillement effectué au moulin à épices. Il
présenterait l’avantage de faire exploser les cellules sans les casser pour libérer
l’amidon et favoriser sa sédimentation.

2.
Choix des meilleures technologies
Deux principaux critères ont été retenus par les utilisateurs lors de la phase
d’enquête. Il s’agit de la couleur et de la viscosité à 80-90°C, spécifiquement au
niveau des industries textiles. Mais à ces critères il est nécessaire d’ajouter le
rendement. Le choix des meilleures technologies a été fait après l’analyse de variance
effectuée au niveau de ces principaux critères. Le tableau 21 présente les résultats de
l’évaluation des critères de choix qui déterminent l’achat des amidons en fonction des
technologies.

Tableau 21: Evaluation des critères de choix des amidons en fonction des
technologies étudiées


Rp
Rp
Rp
Rp
Rp
Tradi Traditionnel Mouture Moyenn CV
Effet
M0
M6
M12 M18 M24 tionnel + mouture directe e
(%)
techno
refus
logie
Rendement 35,4 32 32,7 32,5 25,9 28,4
38,3
35,4 32,6 16,9 NS
L*
94,9 95,1 94,6 94,5 94,3 96,9
96,7
94,9 95,24 0,3
*
∆E
7,4 6,4 7,8 7,6 8,7 6,1
6,7
7,42 7,26 17,2 NS
V
95d
100,5 100,1 109,4 107,9 100,4 106,9
83,85
100,5 101,9 11,6
NS
V
fin
101,3 102,9 105,9 102 96,5 105,9
89
101,3 100,6 10,5
NS
RpM0, 6, 12, 18, 24= Rouissage partiel et mouture à 0, 6, 12, 18, et 24 heures.

L’analyse de variance révèle que la luminance de l’amidon est significativement
influencée par les technologies étudiées. En effet, la luminance diminue de façon significative
avec l’introduction de la mouture (Tableau 21). Les différences ne sont pas significatives au
niveau du rendement, de la différence de couleur par rapport à la céramique blanche (∆E) et
des viscosités apparentes mesurées. On pourrait toutefois penser que toutes les technologies
sont identiques surtout en ce qui concerne le rendement en amidon. Mais le coefficient de
variation élevé (16,9%) amène à recommander un essai supplémentaire.

58

CONCLUSION
La présente étude a permis d’évaluer les principales technologies d’extraction
d’amidon de manioc en usage au Bénin, de recenser les types d’amidon utilisés et les
critères de qualités exigés par les utilisateurs. Trois variantes de la technologie
traditionnelle ont été identifiées au cours des enquêtes. Les deux procédés d’extraction
testés au laboratoire ont montré que les rendements en amidon sont similaires, les
viscosités apparentes (V95d, V95f, Vmax, Vfin) sont comparables pour les amidons
issus des mêmes procédés. L’analyse de ces différents procédés en relation avec les
exigences des utilisateurs ne révèle pas de différence significative entre procédés
étudiés. Cela est lié à la faible reproductibilité observé lors de ces essais. On peut
toutefois retenir que la mouture au moulin à disque de par son action d’écrasement et
de cisaillement n’est pas adapté pour l’extraction d’amidon puisqu’elle entraîne de
grandes pertes d’amidon liées à la difficulté de sédimentation. On peut également
retenir que le rouissage et la mouture sont suivis de pertes par voie biochimique
(hydrolyse) qui diminue significativement le rendement en amidon. Ainsi pour
augmenter le rendement en amidon, il est important que d’autres alternatives
d’extraction soient trouvées. On pourra donc dans les prochaines études se pencher
sur l’extraction à partir de la racine entière ou épluchée rouie suivi d’un écrasement
sans cisaillement. Il présenterait l’avantage de faire exploser les cellules sans les
casser pour libérer l’amidon et favoriser la sédimentation.



59

Références bibliographiques
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64

Synthèse bibliographique
I- SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE

1-Généralités sur le manioc
1.1- Le manioc: production et utilisation
Le manioc est parmi les plantes amylacées les plus cultivées dans les pays
tropicaux et subtropicaux (Cooke et Croussey, 1981). C’est une plante arbustive,
vivace originaire d’Amérique Latine et dont le centre de diversité majeur se situe au
Brésil. Il a été introduit en Afrique au XVIème siècle par les portugais et sa culture s’y
est fortement développée au cours de ces dernières années en raison de ses capacités
d’adaptation aux conditions climatiques et édaphiques difficiles, de son rôle d’aliment
de réserve et de la diversité des plats qu’il permet de préparer (Cock, 1982).

Sa partie aérienne peut atteindre 4 mètres de hauteur. Sa partie souterraine
comprend des racines nourricières qui s’enfoncent profondément dans le sol et des
racines tubérisées, au nombre de 5 à 10 par plant, qui sont disposées en faisceaux juste
au dessous de la surface du sol. Ces racines tubérisées peuvent atteindre une longueur
de 30 à 120 cm, un diamètre de 4 à 15 cm et un poids de 1 à 8 kg (Grâce, 1977).

La culture du manioc est limitée aux régions comprises entre 30°N et 30°S de
laltitude. On trouve le manioc dans les régions chaudes et humides, montagneuses
voire dans les zones à pluviosité incertaine pouvant aller jusqu’à six mois de
sécheresse. Le manioc peut être produit sur des sols pauvres et acides. Au Bénin, le
manioc se cultive un peu partout. L’essentiel de la production est concentré dans les
départements du Zou, de l’Ouémé, de l’Atlantique et du Mono. Cette production est
assurée par de petits producteurs pour lesquels, le manioc constitue une importante
source de revenus.
Le manioc fait partie des plantes à racines et tubercules qui constituent après les
céréales le deuxième groupe de cultures vivrières par ordre d’importance alimentaire
et économique (Knoth, 1993). Depuis le milieu des années 1980, une grande partie de
la production mondiale de manioc vient de l’Afrique où cette culture a connu un grand
essor (FIDA et FAO, 2000).
Au Bénin, la production annuelle de manioc est estimée à environ 1.211.000
tonnes entre 1993 et 1995. Une moyenne de 871.000 tonnes est utilisée en

4

Synthèse bibliographique
alimentation humaine, 182.000 tonnes sont utilisées en alimentation animale et
158.000 tonnes servent pour d’autres utilisations. Au Bénin en 2002, la production
nationale de manioc a atteint 3.150.000 tonnes (Tableau 1).

Tableau 1 : Evolution de la production nationale, du rendement et des superficies
cultivées de manioc de 1992 à 2002

Années
1992 1993 1994 1995 1996
1997 1998
1999
2000 2001 2002
Production
1,04 1,15 1,15 1,24 1,92
1,98 1,99
2,11
2,35
2,7 3,15
(millions de tonnes)
Rendement
8,38 8,49 8,15 7,84 8,72 10,33 10,5 10,45 10,71 11,26 12,05
(tonne/ha)
Superficie
124 135 141 158 167
186 189
202
219 240 262
(milliers d’ha)
Source : DPP/MAEP


Dans les pays industrialisés, le manioc est un aliment d’importance mineure en
alimentation humaine. Par contre, son utilisation dans l’alimentation animale s’est
fortement développée en Europe (Sylvestre, 1987).

Mais, c’est avant tout un aliment de base qui nourrit environ 500 millions de
personnes consommant en moyenne 300 kcal/jour sous forme de manioc en Afrique et
en Inde du Sud (Cock, 1982). Il est consommé sous forme frite, bouillie ou
transformée en cossettes et farine avant consommation (Grâce, 7 ; Favier, 1977).
Au Bénin, le manioc est utilisé comme aliment de base soit en frais, soit après
cuisson à l’eau ou à l’huile, soit encore après transformation artisanale en tapioca, en
amidon, en farine de cossettes séchées et en de nombreux autres produits de seconde
transformation (Nago, 1989 ; Maroya, 1995). Ces différents produits dérivés utilisent
près de 80 % des racines produites. Le gari, à lui seul, utilise 50 % de ces racines, les
cossettes 15 %, le tapioca 5 %, la fécule ou amidon 5 % (Gnanhi, 1995). Le gari, le
tapioca, les farines de cossettes séchées et l’amidon sont auto-consommés ou
commercialisés sur les marchés locaux. Toutefois, le gari et le tapioca béninois sont
également exportés pour l’alimentation humaine et les cossettes, pour l’alimentation
animale (Faure, 1993).

5


Synthèse bibliographique

L’un des débouchés potentiels du manioc est le marché d’amidon qui a connu
une croissance annuelle de 4,7% dans le monde entre 1980 et 1997, passant de 16 à 35
millions de tonnes (FIDA et FAO, 2000). La production d’amidon a été estimée en
1992 à environ 33 millions de tonnes dont 67% proviennent du maïs, 13% de la patate
douce, 11% du manioc, 6% du blé et 6% de la pomme de terre. Les amidons de maïs,
de blé et de la pomme de terre sont produits principalement par les pays développés,
tandis que les amidons de manioc et de patate douce proviennent exclusivement de
l’Asie, de l’Amérique Latine et de l’Afrique (Ostertag, 1993 cité par Brabet,1994).

Selon Bokanga (1995), l’amidon de manioc possède des propriétés uniques qui
font de lui, un amidon idéal pour plusieurs applications dans les industries alimentaires
et textiles et dans les industries de papier. Selon le même auteur, l’amidon de manioc,
du fait de sa forte proportion en amylopectine, forme une pâte claire fluide, avec une
faible sensibilité à la rétrogradation. Il a une température de gélatinisation plus faible
comparée à celle des amidons de maïs, de blé et de patate douce.

1.2. La racine de manioc: structure et composition
La racine de manioc présente à maturité une allure fusiforme et conique et
mesure 30 à 100 cm de long et 5 à 15 cm de diamètre (Magnon, 1993). Elle comprend
différentes parties (figure 1)

Ecorce externe
Ecorce interne

Cambium

Cylindre central Parenchyme
Moelle et xylème primaire


Vaisseaux du xylème

Figure 1 : Coupe transversale de la racine de manioc


6

Synthèse bibliographique

-l’écorce externe qui est selon la variété, rugueuse ou lisse, colorée en brun
jaunâtre, brun sombre ou brun clair; elle peut être enlevée par brossage à l’eau; elle
comporte une assise de cellules tubéreuses appelées liège.

-l’écorce interne qui comprend le phelloderme et le phloème; sa teneur en
amidon est d’environ la moitié de celle du cylindre central;

-le parenchyme, de couleur blanc crème ou jaune qui est la partie comestible de
la racine; il se compose du cambium, du cylindre central (composé de la membrane
cellulaire, du xylème secondaire et de gros grains d’amidon), de la moelle et du
xylème primaire (constitué de fibres); il augmente avec la maturité de la racine
(Brabet, 1994).
La racine tubérisée est composée de 4 à 5 % d’écorce externe, 15 à 20 %
d’écorce interne, 75 à 80 % de pulpe et 1 à 2 % de fibre centrale (Muchnick et al.,
1984).
L’eau est le principal constituant des racines de manioc (65-70 % bh). La
matière sèche est constituée principalement de glucides (90 % bs), de protéines (2 %),
de fibres (1 à 3 %) et une très faible proportion de lipides ( 0,6 %) (Nago, et
Azokpota, 1998) (Tableau 2). Pour Oyenuga (1955) et Kétiku (1970) cité par
Muchnick et al (1984), les glucides contiennent 84-87 % d’amidon et 4 % de sucres
solubles dont 71 % de saccharose, 13 % de glucose, 9 % de fructose et 3 % de maltose.
La teneur en amidon augmente progressivement avec la maturité de la racine. Mais au
niveau de la variété douce, une lignification (diminution de la teneur en amidon) se
produit lorsque la racine est laissée au sol après 18 mois (Muchnick et al, 1984). Au
niveau de la variété amère, une pourriture rapide se développe quand les racines sont
laissées dans le sol un certain temps après maturité (6 à 9 mois) (Oweme, 1978 cité par
Knoth, 1993).

7

Synthèse bibliographique
Tableau 2 : Constituants chimiques de la racine de manioc

Constituants chimiques
Manioc amer
Manioc doux
Non
pelé Pelé Non
pelé Pelé
Teneur en eau (%, bh)
68,1
71,5
68,1
71,5
Glucides
(%,bs)
91,0 94,1 92,1 90,8
Protéines brutes (%, bs)
2,71
2,58
2,38
1,66
Lipides (%, bs)
0,53
0,46
0,65
0,65
Fibres brutes (%, bs)
3,09
0,41
1,95
1,60
Cendres
(%,
bs)
2,66 2,41 2,89 5,23
Source : Ihekoronye et al. (1985)

2- L’amidon de manioc
2.1. Composition chimique de l’amidon de manioc
L’amidon de manioc est quasi-exclusivement constitué de glucides. Il a des
teneurs en protéines et en lipides très faibles, respectivement 0,04 à 0,1 % (bs) pour
chacun de ces composants (Cardenas et De Buckle, 1980; Vil poux et al, 1984). Il est
constitué de macromolécules apparemment simples, composées d’un motif
élémentaire analogue à celui de la cellulose. Par contre, la séquence de ce motif
(glucose), les types de liaisons, les rapports des constituants amylose-amylopectine,
varient presque à l’infini, conférant aux produits, autant de propriétés bonnes ou
mauvaises entre lesquelles l’utilisateur doit faire son choix (Hachette,1967). La teneur
en amylose de l’amidon varie en fonction de la variété. L’amidon de manioc renferme
en moyenne 17 % d’amylose et 83 % d’amylopectine (Mercier, 1982; Swinkels,
1985).
a- L’amylose
L’amylose est une macromolécule constituée de radicaux α- D glucose (50 à
1500), unis par des liaisons α (1, 4) glucidiques. Elle a la forme d’une chaîne linéaire
spiralée comportant environ six radicaux par spire. Une des deux extrémités est
terminée par un groupement réducteur libre (Guilbot et Mercier, 1985).
b- L’amylopectine
L’amylopectine est une macromolécule ramifiée dans laquelle, les chaînes
linéaires (de 20 à 40 unités), formée d’unités glucosidiques sont reliées entre elles par

8

Synthèse bibliographique
des liaisons α – (1, 4) glucosidiques et sont greffées les unes sur les autres par des
liaisons α – (1, 6) (Guilbot et Mercier, 1985). La chaîne de l’amylopectine forme
également des spires ramifiées (Rakipov, 1987).

2.2. Propriétés physico-chimiques de l’amidon de manioc

2.2.1. Propriétés physico-chimiques
a- Solubilisation

L’amylopectine est assez aisément soluble dans l’eau; elle forme une solution
aqueuse stable (Evan, 1959; Foster, 1965). Par contre, l’amylose ne peut être
solubilisée dans l’eau qu’à forte température: 160°C pendant 5 minutes (Bemiller et
Whistler, 1959). Les solutions d’amylose sont peu stables à température ambiante: une
opalescence se développe rapidement. Si la solution est concentrée (>1,5% P/V), une
gélification, puis une rétrogradation de l’amylose sont observées (Mites et al,1984).
On parle ainsi d’un état métastable (Bemiller et Whistler, 1959).

De nombreux sels inorganiques influencent la solubilité de l’amylose: ainsi
l’iodate de lithium a un effet solubilisant tandis que le sulfate de magnésium a un effet
floculant.
En milieu très alcalin (pH > 12), les fonctions alcool du glucose au sein des
polymères sont ionisées (pKa voisin de 12). L’ amylose et l’amylopectine sont
aisément solubilisées dans des solutions molaires à décimolaires de base fortes (Foster,
1965).
b- Complexation
L’amidon développe une intense coloration bleue en présence de l’iode. Le
phénomène est dû à la formation d’un complexe d’inclusion entre l’iode moléculaire,
les ions iodures, et les portions linéaires des chaînes de polyholoside, en particulier
l’amylose (Banks et Greenwood, 1975).
De nombreuses molécules organiques hydrophobes peuvent également former
des complexes d’inclusion avec l’amylose. Ce sont par exemple le phénol, le thymol,
le n-butanol, le cyclohexane, les lipides monoacylés (Jane et Robyt, 1984). Camargo et
al (1988) ont montré qu’originellement, aucun complexe amylose-lipide n’a été
détecté au niveau de l’amidon de manioc à cause de sa teneur faible en lipide.

9

Synthèse bibliographique
2.2.2. Modifications de l’amidon de manioc au cours des traitements
hydrothermiques

Les propriétés fonctionnelles de l’amidon varient avec les traitements physiques
et chimiques qu’il a subi (Adeyemi et Becley, 1986; Brabet, 1994 ; Moorthy et
Mathew, 1998; Bertolini et al, 2000 ; Mestres et al, 2000).
Soumis à un chauffage en milieu aqueux, l’amidon perd sa cristallinité: c’est la
gélatinisation. Les grains d’amidon gonflent et une fraction des polyholosides
(amylose) passe en solution. Ces deux phénomènes provoquent une augmentation de la
viscosité apparente de la suspension d’amidon: c’est l’empesage. Au cours du
refroidissement l’empois tend à former un "gel" opaque viscoélastique (gélification),
puis au cours du stockage à basse température, les caractéristiques de ce gel évoluent
(rétrogradation).

3-Technologie d’extraction de l’amidon de manioc
3.1- Procédé d’extraction

L’extraction de l’amidon de manioc passe par une série d’opérations unitaires
(Brabet, 1994; Cecil,1998). La technologie utilisée peut influencer ou non la qualité de
l’amidon obtenu (Grâce, 1977 ; Brabet,1994 ; Cecil,1998). Les principales opérations
mises en oeuvre sont :
a- Le lavage
Les racines de manioc fraîches sont lavées à l’eau afin de les débarrasser des
impuretés
b- L’épluchage

Cette opération vise à enlever l’écorce externe des racines de manioc. Les
racines épluchées sont ensuite lavées dans des bassines remplies d’eau.
c- Le râpage
Cette opération a pour but de rompre les cellules des tissus de la racine pour
libérer les grains d’amidon. Les racines épluchées et lavées sont réduites en pulpe par
voie mécanique ou par voie biochimique (Grâce, 1977). Selon Cecil (1998), l’amidon
ne peut être extrait que si les cellules ont été endommagées. L’efficacité de l’extraction
dépend donc fortement de la proportion de cellules qui ont éclaté.

10

Synthèse bibliographique
La voie biochimique (rouissage) consiste à laisser fermenter les racines de
manioc puis à les réduire en pulpe (Grâce, 1977). L’amidon est ensuite séparé de celle-
ci par lessivage à l’eau. C’est une méthode ancienne qui ne permet pas d’extraire la
totalité de l’amidon.
Dans le procédé mécanique, les racines épluchées et lavées sont réduites en
pulpe dans une râpe. Cecil (1998) rapporte que plus les racines sont râpées finement,
plus le râpage coûte cher, mais plus on obtient d’amidon. Cependant, les fibres
pourraient devenir difficile à séparer de l’amidon du fait de leur finesse. On pratique
souvent deux râpages pour améliorer l’extraction, en particulier lorsque le prix d’achat
de l’amidon est élevé. Toutefois, le type de râpe utilisé peut influencer l’efficacité de
l’extraction de l’amidon. Ainsi, la râpe mécanique à surface abrasive faite de tôle
perforée à l’aide de clous est moins efficace pour l’extraction d’amidon que la râpe de
type Jahn, constituée d’un cylindre tounant sur lequel sont fixés des lames dentées
amovibles, semblables à des lames de scie.
d- Les tamisages

Le tamisage permet de séparer les morceaux de racines non râpés et les grosses
parties fibreuses des autres constituants de la pulpe. Cette opération permet d’obtenir
ainsi une eau chargée en amidon (le lait d’amidon) et un sous-produit riche en fibres,
mais contenant des impuretés et de l’amidon. Selon Cecil (1998), le tamisage est
habituellement réalisé en deux étapes: un tamisage grossier pour éliminer la plus
grosse partie de la pulpe et au cours duquel on entraîne soigneusement l’amidon à
l’eau et un tamisage fin pour séparer la pulpe fine de l’amidon. Par ailleurs, il faut
disposer d’une quantité suffisante d’eau pour entraîner pratiquement tout l’amidon
extractible de la pulpe. Un approvisionnement abondant en eau de bonne qualité, claire
et potable constitue donc la première des exigences.
e- Les sédimentations

Selon Grâce (1977), le terme sédimentation désigne l’ensemble des opérations
destinées à séparer l’amidon pur des corps étrangers solubles. La qualité de l’amidon
produit dépend en grande partie de la bonne exécution de ces opérations.

Il existe un rapport entre la vitesse de sédimentation et le calibre des grains
d’amidon. En effet, une particule en suspension dans un milieu liquide acquiert sous

11

Synthèse bibliographique
l’action de la pesanteur ou d’une force centrifuge un mouvement de vitesse constante,
proportionnelle à la différence entre sa densité et celle du milieu et au carré de son
diamètre et inversement proportionnelle à la viscosité du milieu (Loi de Stokes)1
Dans le lait d’amidon de manioc, qui se compose de granules sphériques, de
densité 1,5 environ dans un milieu dont la viscosité ne diffère guère de celle de l’eau,
la vitesse de sédimentation dépend essentiellement du diamètre des particules. Elle
peut également dépendre du pH du milieu et sa concentration en protéines et autres
colloïdes. Ces dernières agissent surtout sur la consistance de la fécule qui s’est
sédimentée.
Cette opération aboutit à l’amidon sédimenté qui est surmonté d’une fine
couche de couleur crème qui se dépose à la surface de l’amidon, en raison de sa plus
faible densité. Cette couche est riche en protéines, mais contient également des fibres,
des lipides et de l’amidon. Ce sous-produit peut être utilisé dans l’alimentation
animale, en particulier celle de porcs (Brabet 1994). L’amidon sédimenté obtenu
humide peut être séché et commercialisé. On obtient de l’amidon doux. Il peut être
également laissé à fermenter et on obtient de l’amidon aigre.
f- Le séchage

L’élimination de l’eau libre contenue dans l’amidon obtenu peut se faire par
séchage solaire, au four ou par des moyens mécaniques tels que la centrifugation
(Grâce, 1977). Le séchage solaire constitue le procédé le plus économique. L’amidon
doux humide doit être séché le plus rapidement possible pour diminuer les risques de
fermentation (Cécil, 1998).

Selon Grâce (1977), le séchage solaire présente l’avantage de blanchir l’amidon
grâce à ses rayons ultra-violets. Par contre, il se produit un dépôt de poussière,
particulièrement s’il y a du vent et on obtient alors une farine moins blanche et
piquetée.

3.2. Utilisation de produits chimiques
Divers produits chimiques sont utilisés pour faciliter la sédimentation et pour
avoir des produits qui respectent les exigences de qualité fixées par les utilisateurs.

1 cf: annexe

12

Synthèse bibliographique
-L’acide sulfurique
On ajoute l’acide sulfurique au lait pour faciliter la sédimentation. Il permet en
outre au produit d’avoir une blancheur plus accentuée. Jusqu’à 0,001millilitre d’acide
sulfurique concentré (poids spécifique 1,84) par litre de lait on note un léger
accroissement de la viscosité; aux concentrations supérieures, on observe une forte
diminution.
Le sulfate d’aluminium (ou alun)

L’alun a un effet favorable sur la sédimentation et accroît aussi la viscosité du
produit (Grâce, 1977).
L’acide sulfureux

Il est utilisé dans la plupart des fabriques de fécule provenant des céréales de
maïs (Grâce, 1977). Il contribue probablement à séparer l’amidon des autres
substances auxquelles il est plus ou moins solidement lié à l’état de protoplasme. En
outre, il limite l’action des bactéries et des enzymes et blanchit le produit, mais la
couleur est peu stable. Enfin, il abaisse la viscosité du produit surtout après une action
prolongée.

4- Utilisation et commerce de l’amidon
Le manioc est la quatrième source principale d’amidon après le maïs, le blé et la
pomme de terre. La production industrielle de fécule se fait surtout en Asie. Dans cette
région, la transformation du manioc en fécule est réalisée dans de grandes usines en
Thaïlande, au Viet Nam et en Chine.
L’amidon est utilisé comme matière première pour la fabrication de divers
produits alimentaires et industriels (papier, carton, textiles, contre plaqué, colle, alcool,
etc…) (Grâce, 1977 ; Cecil, 1998 ; FAO et FIDA, 2000). Les applications auxquelles
se prêtent plus particulièrement les divers types d’amidon dépendent des propriétés
physico-chimiques des grains d’amidon, notamment leur taille, leur forme et leur
teneur en amylose et amylopectine.
Un certain nombre d’amidonneries de manioc ont bien été installées en Afrique
au cours des dernières décennies, par exemple en Ouganda, en Tanzanie et à
Madagascar. Mais elles ne sont pas actuellement en service. Le commerce de la farine

13

Synthèse bibliographique
et de la fécule de manioc qui représentait 15 % du commerce total du manioc a connu
une forte expansion au cours des dernières années. Les principaux pays importateurs
de fécule et de farine de manioc sont par ordre d’importance le Japon, la Chine,
l’Indonésie, la Malaisie, Singapour, les Etats Unis et les Philippines. Les principaux
pays fournisseurs sont la Thaïlande et l’Indonésie. Mais d’autres petits exportateurs en
Afrique, en Asie, en Amérique latine et dans les Caraïbes ont également une part du
marché. Leurs exportations sont toutefois sporadiques parce que ces pays sont
confrontés à de nombreux problèmes, en particulier des difficultés relatives à la
régularité des approvisionnements, à la qualité du produit final et à l’instabilité des
prix sur les marchés internationaux. En outre, le marché de l’amidon est caractérisé par
un niveau élevé de protection, de nombreux utilisateurs protégeant leurs propres
industries.

Au Bénin, on retrouve l’utilisation de l’amidon aussi bien dans le domaine
alimentaire que dans le domaine non alimentaire. Mais les besoins en amidon sont
généralement satisfaits par les importations. Celles-ci ont baissé depuis 1992 (tableau
3) du fait de la crise économique que connaissent les industries utilisatrices, en
particulier les industries textiles qui sont les plus grandes consommatrices. Toutefois,
il existe une production interne d’amidon à partir du manioc; elle représente 5 % de la
production nationale du manioc (Gnanih, 1995).

14

Synthèse bibliographique

Tableau 3: Importations d’amidon au Bénin (1992 à 2001)

Années
Pays d'origine
Quantité (tonnes) Valeur en milliers de francs cfa
1992
Chine, France, Suisse
103
23997
1994 Chine,
France
44
22750
1995 Chine,
France,Japon
125
56478
1996 Chine,
Belgique
9
3932
1997 France,Japon
6
9610
1998 France
2
1309
1999 France,
Nigéria,Liban
29
4112
2000 France
0.78
300
2001 France,
Togo
6
468
Source : INSAE (2001)

15

ANNEXES
Critères d’appréciation de la qualité des amidons de maïs, de riz, de pomme
de terre et de blé

Indentification
a- Chauffer à ébullition une suspension de 1g d’amidon de maïs dans 50 ml d’eau pendant
1min et refroidir
Amidon de maïs, de riz et de blé
Il se forme un empois trouble et liquide.
Amidon de pomme de terre
Il se forme un empois épais et opalescent.
b- A 1ml de l’empois obtenu dans l’identification a-, ajouter 0,05ml de solution d’iode R1.
Amidon de maïs, de riz, de blé et de pomme de terre
Il apparaît une coloration bleue foncée qui disparaît par chauffage et réapparaît par
refroidissement.
Acidité
Neutraliser 100ml d’alcool à 70 pour cent V/V en présence de 0,5 ml de solution de
phenolphtaléine R. Ajouter 10 g d’amidon de maïs et agiter pendant une heure. Filtrer et
prélever 50 ml du filtrat. Le virage de l’indicateur ne nécessite pas plus de 2,0 ml
d’hydroxyde de Sodium 0,1N.
Pertes à la dessiccation
Elles sont déterminées à 100-105°C à l’étuve sur 1,00g d’amidon.
Amidon de maïs, de riz et de blé
Les pertes à la dessiccation ne doivent pas être supérieures à 15,0 pour cent.
Amidon de pomme de terre
Les pertes à la dessiccation ne doivent pas être supérieures à 20,0 pour cent.
Cendres sulfuriques
Elles sont déterminées sur 1,0 g d’amidon.

Amidon de maïs, de pomme de terre et de blé
Le taux de cendres n’est pas supérieur à 0,6 pour cent.
Amidon de riz
Le taux de cendres n’est pas supérieur à 1,0 pour cent.
Fer
Amidon de pomme de terre
Ajouter 1,5g d’amidon de pomme de terre avec 15 ml d’acide chlorhydrique dilué R. Filtrer.
Le filtrat satsfait à l’essai limite de fer (10ppm)


Loi de Stockes

2gr2 × (d1 − d 2)
V=

η
9
V= vitesse de sédimentation
g= accélération
r= rayon de la particule
d1=densité de la particule
d2 = densité du fluide
η= viscosité