Groupe de Génie des Procédés Agroalimentaires. École Nationale d Ingénieurs de Sfax BP 1173, 3038, Sfax Tunisie

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Eric Jean
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Groupe de Génie des Procédés Agroalimentaires École Nationale d Ingénieurs de Sfax BP 1173, 3038, Sfax Tunisie Email: nabil.kechaou@enis.rnu.

1 Groupe de Génie des Procédés Agroalimentaires École Nationale d Ingénieurs de Sfax BP 1173, 3038, Sfax Tunisie nabil.kechaou@enis.rnu.tn valorisation des ressources naturelles et de sous produits agroalimentaires (feuilles d olivier, caroube, écorces d agrumes, écards de triage des dattes, ) o o o o o o Conservation du géranium et étude de certaines propriétés biologiques et physico-chimiques (Mastère soutenu) Valorisation des feuilles d olivier tunisiennes par déshydratation (Thèse en cours) Étude comparative de la lyophilisation, de la déshydratation imprégnation par immersion / séchage convectif des fruits en vue de leur incorporation dans les produits lactés et petits déjeuner céréaliers (Thèse cotutelle en cours) Equipe de Madame Cathérine BONAZZI de MASSY) Valorisation des feuilles et des écorces d agrumes (Mastère soutenu & 2 Thèses en cours) Valorisation de caroube et dérivées de caroubier Production de l éthanol par fermentation (Thèse en cours) Valorisation des écarts de triage des dattes par production d une farine de datte en vue de leur incorporation dans l alimentation animale (Mastère en cours) GP3A, Juin, 2010, Quebec 1

2 Mastère soutenu en 2009 (GHANEM, N) impact du séchage par IR sur les propriétés technofonctionnelles des écorces d agrumes maltaise Effet du séchage infrarouge sur les cinétiques de séchage, sur les teneurs en phénols totaux et les pouvoirs de rétention de l eau et de l huile des écorces et des feuilles d orange Maltaise GHANEM N., KAMMOUN A., MIHOUBI D., KECHAOU N., BOUDHRIOUA N. Groupe de Génie des Procédés Agroalimentaires École Nationale d Ingénieurs de Sfax, BP 1173, 3038, Sfax _ Tunisie nabil.kechaou@enis.rnu.tn GP3A, Juin, 2010, Quebec 2

3 PLAN Introduction Objectifs Démarche expérimentale Résultats et discussion Conclusion et perspectives 3

Introduction En Tunisie, 300 10 3 tonnes (2008) 20 10 3 hectares 610 6 pieds (2 millions maltaise) Cap Bon : principale zone de production

4 Introduction En Tunisie, tonnes (2008) hectares pieds (2 millions maltaise) Cap Bon : principale zone de production 72 % de la surface agrumicole 77 % de la production toale Ministère de l'agriculture, de l'environnement et des ressources hydrauliques. 4

Introduction Écorce 8 % du fruit Fibres : cellulose, pectine, hémicellulose, lignine Pigments: chlorophylle Flavonoides (hespéridine, naringine, sinensetin, ) mésocarpe Albédo Fibres : cellulose,

5 Introduction Écorce 8 % du fruit Fibres : cellulose, pectine, hémicellulose, lignine Pigments: chlorophylle Flavonoides (hespéridine, naringine, sinensetin, ) mésocarpe Albédo Fibres : cellulose, pectine, hémicellulose, lignine épicarpe Flavédo Substances aromatiques Pigments: caroténoides Flavonoides (hespéridine, naringine, sinensetin, ) % eau produits hautement périssables Procédé de conservation 5

6 1 Composition chimique des écorces et des feuilles d orange maltaise Objectifs 2 Séchage IR teneur en eau cendres minéraux protéines matière grasse sucres totaux fibres IR 3 Impact du séchage IR Dimensions PRE, PRH Phénols totaux 6

7 Démarche expérimentale 7

Démarche expérimentale 1 / Composition chimique moyenne Matière première EO et FO récoltées de la région de Menzel Bouzelfa pendant mars 2009 teneur en eau, MS, cendres Minéraux Protéines matière

8 Démarche expérimentale 1 / Composition chimique moyenne Matière première EO et FO récoltées de la région de Menzel Bouzelfa pendant mars 2009 teneur en eau, MS, cendres Minéraux Protéines matière grasse AOAC, 1997 Spectrophotométrie méthode de Kjeldhal Méthode de Soxhlet sucres totaux AFNOR, 1970 fibres Englyste et al, / Séchage IR (Analyseur g humidité infrarouge Sartorious, MA40) Quatre températures: C Cinétiques de séchage des EO et des FO X f = 0,1 kg eau /kg MS Impact de séchage IR Dimension: côte, épaisseur et volume Pouvoir de Rétention de l eau (PRE) Pouvoir de Rétention de l huile (PRH) Phénols totaux 8

9 Démarche expérimentale analyses principes Dimensions À l aide d un pied à coulisse numérique (masse échantillon après hydratation masse prise d essai) PRE (g/g MS) Masse sèche de l échantillon PRH (g/g MS) (masse échantillon après rétention d huile masse prise d essai) Masse sèche de l échantillon Phénols totaux Méthode de Folin-Ciocalteu la teneur est exprimée en mg d acide caféique / 100 g de matière sèche 9

10 Résultats et discussion 10

11 Résultats et discussion : composition chimique moyenne Composition chimique globale des EO et FO ( (a) : en g/g ; (b) : en g/100g) Écorces d orange (EO) Feuilles d orange (FO) Base sèche Base humide Base sèche Base humide Eau (a) 2,970 ± 0,083 0,748 ± 0,005 1,507 ± 0,024 0,601 ± 0,015 Fibres totales (b) 46,405 ± 0,147 11,692 ± 0,037 62,785 ± 0,435 25,041 ± 0,173 Sucres (b) 46,649 ± 1,859 11,754 ± 0,468 10,134 ± 0,164 4,041 ± 0,065 Protéines (b) 5,855 1,475 14,440 5,758 Cendres (b) 3,313 ± 0,024 0,835± 0,006 15,381 ± 0,041 6,134 ± 0,016 Lipides (b) 1,843±0,046 0,464± 0,012 1,964 ± 0,015 0,783 ± 0,005 11

12 Résultats et discussion : composition chimique moyenne Teneurs en minéraux en mg /100g MS contenues dans les EO et FO Ca Na K Zn Fe Mg Cu Ecorces 1201,21 312, , , , , ,768 Feuilles 3646, , , , , , ,242 Cette richesse en protéines, en sucres, en fibres et en certains éléments minéraux peuvent : Avoir des applications (agroalimentaire, diététiques) contribuer à l amélioration de la valeur nutritive des denrées alimentaires 12

13 Résultat et discussions : cinétiques de séchage Obtention de la variation de la masse en fonction du temps m=f(t) Calcul de X t = f(t) et V t =(-dx/dt) X red = X X t 0 X X e e V red = V V t 0 X réd : teneur en eau réduite (-) X 0 : teneur en eau initiale (kg d eau / kg de MS) V red : vitesse de séchage réduite (-) X f =0,1 kg eau /kg MS 13

Résultat et discussions : cinétiques de séchage EO Effet de la face exposée au rayonnement A : côté Albédo F : côté flavédo Vitesse côté A > Vitesse côté F le flavédo : cellules condensées couvert

14 Résultat et discussions : cinétiques de séchage EO Effet de la face exposée au rayonnement A : côté Albédo F : côté flavédo Vitesse côté A > Vitesse côté F le flavédo : cellules condensées couvert par un film de cire naturelle couche résistante à la diffusion de l eau Evolution de Xs red de EO-A et de EO-F en fonction du temps de séchage par IR à 60 C l albédo a la structure d un réseau cellulaire ouvert ce qui facilite sa déshydratation 14

15 Résultat et discussions : cinétiques de séchage EO Effet de la T de séchage Evolution de Xs red de EO-A en fonction du temps de séchage à différentes T Evolution de Vred de EO-A en fonction de Xsred à différentes T Plus la T de séchage est plus la vitesse de séchage est 15

16 Résultat et discussions : cinétiques de séchage FO Evolution de Xs red des FO en fonction du temps de séchage à différentes T Evolution de Vred des FO en fonction de Xs red à différentes T De même que pour les écorces, Plus la T de séchage est plus la vitesse de séchage est 16

Résultat et discussions : cinétiques de séchage Comparaison des cinétiques de séchage des EO et FO La durée de séchage des écorces est plus longue :

17 Résultat et discussions : cinétiques de séchage Comparaison des cinétiques de séchage des EO et FO La durée de séchage des écorces est plus longue : écorces plus humides et plus épaisses que les feuilles Quelque soit le produit séché, la durée de séchage la plus courte est obtenue à la T la plus élevée 17

Résultat et discussions : impact du séchage Dimensions, épaisseurs et volumes des écorces Le séchage IR induit une réduction significative des

18 Résultat et discussions : impact du séchage Dimensions, épaisseurs et volumes des écorces Le séchage IR induit une réduction significative des dimensions (côtes), des épaisseurs et des volumes des écorces d orange Le rétrécissement est indépendant de la T, il est du à la perte en eau de l échantillon 18

Résultat et discussions : impact du séchage Pouvoir de Rétention d Eau des EO et FO à l état frais, PRE FO > PRE EO Richesse des feuilles en fibres Le séchage IR le PRE des feuilles de la T de

19 Résultat et discussions : impact du séchage Pouvoir de Rétention d Eau des EO et FO à l état frais, PRE FO > PRE EO Richesse des feuilles en fibres Le séchage IR le PRE des feuilles de la T de séchage garde des valeurs comparables de PRE FO (5,5 g eau/g MS) le séchage par IR sig le PRE EO (PREmax à 40 et 50 C) Le séchage peut modifier l arrangement structural des polysaccharides ce qui peut augmenter le nombre de site de fixation d eau et les liaisons eau-fibres 19

Résultat et discussions : impact du séchage PRH des EO et FO à l état frais, PRH FO > PRH EO Richesse des feuilles en fibres Le séchage IR induit une réduction du PRH des EO et FO Impact du séchage

20 Résultat et discussions : impact du séchage PRH des EO et FO à l état frais, PRH FO > PRH EO Richesse des feuilles en fibres Le séchage IR induit une réduction du PRH des EO et FO Impact du séchage IR sur le PRH des FO et EO L de la T de séchage garde des valeurs comparables de PRH des EO (2,5 g huile/g MS) Les T optimales de séchage des EO et FO correspondant aux PRE et PRH max sont les basses T (40, 50 C) 20

Résultat et discussions : impact du séchage Teneur en PTT des EO et FO 1,13 0,44 0,796 0,407 À l état frais, PTT écorces > PTT feuilles (1,13 contre 0,44 g /100gMS) Le séchage les PTT d une manière

21 Résultat et discussions : impact du séchage Teneur en PTT des EO et FO 1,13 0,44 0,796 0,407 À l état frais, PTT écorces > PTT feuilles (1,13 contre 0,44 g /100gMS) Le séchage les PTT d une manière Hsig pour les EO et sig pour les FO Impact du séchage IR sur la teneur en PTT des EO et FO le séchage à hautes T (courte durée) préservent les teneurs max en PTT Dégradation partielle des PTT sous l effet des traitements thermiques qui est marquée aux basses températures et favorisés par les longues durées; Dans le produit sec, toutes les composantes adhèrent ensemble ce qui rend l extraction avec les solvants difficiles 21

22 Conclusion générale Les sous produits d orange malaise sont riches en fibres, en protéines, en sucres, en éléments minéraux et en PTT Les courbes de séchage par IR : Les cinétiques de séchage présentent les phases classiques de séchage La durée de séchage dépend de la température, plus la température est importante plus la durée de l opération est réduite 22

23 Conclusions générale L étude de l impact de séchage IR sur (PRE, PRH, PTT) des EO et FO le séchage IR à 70 C Quantités maximales en PTT (0,796 et 0,407 g/100gms pour les EO et FO respectivement) Le séchage à 40 C PRE et PRH maximales 23

24 Perspectives Varier les paramètres thermiques afin de déterminer les conditions optimales de séchage qui permettent d accélérer le processus tout en préservant la qualité finale du produit Examiner les cinétiques de dégradation des PR et des phénols au cours du séchage Examiner les profils phénoliques dans les extraits des feuilles et des écorces fraîches et séchées 24

25 Merci pour votre attention 25

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