Evaluation des éléments organique et minérale de dix (10) variétés de patate douce Ipomoea batatas (L.) Lam cultivées en champ à Bongor (Tchad)

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1 Evaluation des éléments organique et minérale de dix (10) variétés de patate douce Ipomoea batatas (L.) Lam cultivées en champ à Bongor (Tchad) Alain Ignassou DJINET 1, Rasmata NANA 1, Zoumbiéssé TAMINI 1 1 Laboratoire d Ecophysiologie végétale, Université de Ouagadougou, 09 BP 848 Ouagadougou 09, Burkina Faso. Auteur pour la correspondance : Résumé L objectif de l étude a été de déterminer les caractéristiques nutritionnelles des tubercules de dix(10) variétés de patate douce Ipomea batatas (L.) Lam. Des analyses réalisées au laboratoire ont permis de déterminer les teneurs en sucres, en protéine, en vitamine A, en sels minéraux et en cendres. Il ressort que la variété Jewel qui enregistre 24,76 % de sucres totaux, 10,16 % de sucres réducteurs et 1991,13 µg/g de β carotène est la plus importante comparativement aux autres. La variété BF 139 se distingue aussi des autres par une teneur plus importante en protéine soit 2,20 %. Par contre, la variété BF 108 a montré une teneur en calcium (303,20 mg/ 100 g) et phosphore (435,66 mg/100g) plus grande. Par ailleurs, la variété BF 142 s est montrée plus intéressante en fer (27,27 mg/100 g), en Zinc (3,04 mg/100 g) et en potassium (1729 mg/100g de matière sèche). La variété BF 140 a une teneur plus élevée en cendres. This study was conducted to highlight the nutritional characteristics of tubers of ten (10) varieties of sweet potato Ipomea batatas(l.) Lam. Analyzes performed in the laboratory were used to determine the levels of sugars, protein, vitamin A, mineral and ash. Results, it appears that the Jewel variety registering % total sugars, reducing sugars % and µg/g of β-carotene is most important compared to other. BF 139 variety is distinguished from others by higher protein content is 2.20 %. As against the variety BF 108 showed calcium content ( mg/100g) and the phosphorus ( mg/100 g) larger. Moreover, the BF 142 variety was more interesting iron (27.27 mg/100 g), Zinc (3.04 mg/100 g) and potassium (1729 mg/100 g dry matter). BF 140 variety has higher ash content. Keywords: Ipomea batatas, Bongor, variety, mineral matter, organic matter. Mots clés : Ipomea batatas, Bongor, Variété, Matière minérale, Matière organique. Abstract

2 I- Introduction La patate douce est une plante à racines tubérisées qui présente un intérêt économique considérable dans les zones tropicales et même dans certaines zones tempérées d Europe du Sud et des Etats-Unis [1]. Elle est cultivée comme plante annuelle, pour la consommation de ses tubercules, notamment en alimentation humaine [2]. Depuis longtemps, la patate douce est considérée comme une culture pouvant servir à préserver de la famine. Par exemple au Congo, la patate douce est exploitée à petite échelle par les femmes surtout. Elle joue un rôle prépondérant dans la sécurité alimentaire familiale, notamment dans le Bushi (région de la province orientale du sud Kivu) où elle porte le nom de «Cilera Bana» qui signifie gardien des enfants car sa présence permet d'assurer la survie des enfants [3]. L identification des variétés qui possèdent des éléments nutritifs importants pourrait contribuer efficacement à pallier certaines carences observées dans les pays africains en général et en particulier au Tchad. L objectif de ce travail est d évaluer quelques éléments organique et minéral des tubercules de dix (10) variétés de patate douce afin de fournir un outil de base pour une amélioration variétale. II-Matériel et méthodes II.1- Matériel végétal Les boutures de patate douce utilisées dans cette étude provenaient de la station de l Institut National de l Environnement et de la Recherche Agricole (INERA) de Kamboinsé (Burkina Faso). Dix (10) variétés ont servi de matériel de base. Il s agit des variétés BF 139, Jewel, BF 13, BF 11, TIB, BF 59, BF 142, BF 108, BF 140 et BF 40 (Tableau I). Tableau 1 : Caractéristiques essentielles de dix (10) variétés de patate douce expérimentées Variétés Or LC TP AGLF NLF CPT CP BF 139 Burkina 3 mois déployé triangulaire 5 Orange Orange Jewel Pérou 3-4 mois déployé triangulaire 7 Orange Orange foncé BF 13 Burkina 3 mois Très déployé triangulaire 3 Blanche Jaune pâle BF11 Burkina 3 mois déployé triangulaire 5 Rouge Jaune pâle TIB Pérou 3-4 mois déployé hasté 5 Orange Orange BF 59 Burkina 3 mois Très déployé triangulaire 9 Crème Jaune pâle BF 142 Burkina 3 mois Semi érigé triangulaire 1 Rose Blanche BF 108 Burkina 3 mois Très déployé triangulaire 3 Rouge Blanche BF 140 Burkina 3 mois déployé hasté 5 Crème Blanche BF 40 Burkina 3 mois Très déployé triangulaire 9 Rouge Jaune pâle Or : origine, LC : longueur du cycle, TP : type de plante, AGLF : aspect général du limbe foliaire, NLF : nombre de lobes Foliaires, CPT : couleur de la peau du tubercule, CP : couleur de la pulpe.

3 II.2- Site expérimental L expérimentation a été conduite du 06 janvier 2012 au 26 avril 2012 soit 110 jours de cycle, dans le jardin expérimental de l Ecole Normale Supérieure de Bongor ( latitude Nord et à longitude Est) au Tchad. Les boutures obtenues ont été cultivées dans des conditions de culture standard au champ. II.3-Dispositif expérimental Les boutures utilisées pour les expérimentations avaient sensiblement 3 à 4 entre nœuds. Elles ont été plantées sur des billons préalablement préparés. Trois(3) billons ont été utilisés pour chaque variété et ceci a été répété 3 fois, formant ainsi trois(3) blocs. Pour chaque variété, 4 boutures ont été retenues soit 360 boutures pour les dix(10) variétés. La distance entre les boutures d une même variété sur le billon a été de 50 cm, l espacement entre les billons a été de 1 m et l espace entre les blocs de 1m également. La densité à l hectare a été de plants. II.4- Méthodes Les analyses des éléments ont été faites au Bureau National de Sol du Burkina Faso Analyse des éléments organique et minéral La méthode de Miller [4] a été utilisée pour la détermination des sucres réducteurs et celle de [5] a été utilisée pour doser les sucres totaux. Par contre les protéines totales ont été déterminées suivant la méthode de [6]. La vitamine A (β-carotène) a été déterminée par la méthode de la Chromatographie Liquide Haute Performance (HPCL). Le Principe consiste à analyser l échantillon qui traverse une colonne remplie d une phase stationnaire et est entraîné par un solvant vecteur appelé phase mobile. Les principes actifs de l échantillon migrent de manière différentielle en fonction de leur polarité et de leur masse volumique. A la sortie de la colonne, chaque principe actif est quantifié par un détecteur. Sur le chromatogramme, le principe actif est matérialisé par une courbe qui est caractérisée par son aire et son temps de rétention. Pour obtenir la teneur, il est donc nécessaire de disposer d un standard de caroténoïde. La méthode décrite dans AFNOR [7] a permis de déterminer les cendres totales. Les éléments minéraux tels que le fer, le zinc et le calcium ont été dosés par la méthode d absorption atomique. Cette méthode consiste à mélanger l échantillon à de l acide nitrique concentré avec évaporation sur bain-marie. Les teneurs totales en ces éléments minéraux sont déterminées dans une solution diluée. L élément phosphore total est déterminé directement à l auto-analyseur Pour cette méthode d auto-analyseur Skallar, l échantillon est soumis à une minéralisation avec du H 2 SO 4 et du C 7 H 6 O 3 en présence de H 2 O 2. Le sélénium est utilisé comme catalyseur. Après cette minéralisation, la solution aqueuse est mélangée à du carbone actif et filtré par la suite. Pour la détermination du potassium la méthode de photomètre à flamme a été utilisée, le principe est le même que celui du phosphore. II.5-Traitement et analyse statistiques. Les résultats relatifs aux paramètres évalués ont été soumis à une analyse de variance (ANOVA). Les tests de comparaison des moyennes ont été effectués selon la méthode de Fisher au seuil de 5%. Le logiciel utilisé pour traiter les données est XLSAT version III- Résultats et discussions III.1- Résultats III.1.1- Eléments organiques Les teneurs en sucres totaux, sucres réducteurs et les protéines totales ont été différents selon les variétés (Figure 1). Il existe une différence significative au seuil de 5% avec P < 0,0001 entre les variétés pour la teneur en sucres totaux. Les teneurs en sucres totaux des variétés ont varié de 11% à 24,76%.

4 La plus grande valeur est obtenue chez la variété Jewel (24,76 %) et la plus faible est enregistrée chez la variété BF 40 (11 %). Pour les sucres réducteurs des variétés, les teneurs ont varié de de 4,28 % à 10,16 % avec une différence hautement significative (P < 0,0001) entre les variétés. La teneur la plus élevée est observée chez la variété Jewel et la plus faible chez la variété BF 142. Cependant les protéines totales ont varié entre 1,57 % et 2,20 % avec une différence hautement significative entre les variétés au seuil de 5 % avec P < 0,0001. La variété BF 139 a une teneur supérieure. Par contre, la variété BF 59 a la faible teneur en protéine. Les quantités de vitamine A notées chez trois variétés à la chair orange (BF 139, Jewel et Tib) ont été respectivement de 498,15 µg, 1991,135µg et 168,42µg pour 100g de matière sèche. Figure 1 : Teneurs en matières organiques des dix(10) variétés de patate douce expérimentées à Bongor (Tchad) III.1.2-Eléments minéraux Quant à la teneur en phosphore, elle a varié de 137,66 mg/ 100 g à 435,66 mg/ 100 g de matière sèche. Les variétés ayant plus de phosphore sont la BF 108 et TIB (435,66 mg /100 g) et celle ayant moins de phosphore est Jewel (137,66 mg /100 g). Les résultats statistiques montrent qu il existe une différence significative (P < 0,0001) entre les variétés. Concernant, la teneur en potassium total, elle a varié de 998,33 mg/100 g à 1729,50 mg/100 g de matière sèche. La valeur la plus élevée est observée chez la variété BF 142(1729,50 mg/100 g) et la plus faible est rencontrée chez la variété BF 11 (998,33 mg/100 g). La différence entre les variétés a été hautement significative (P < 0,0001). Il existe également une différence significative (P < 0,0001) entre les variétés pour la teneur en fer. Cette teneur en fer a varié de 19,83 mg/100 g à 27,27 /100 g de matière sèche. La plus grande teneur est constatée chez la variété BF 142 (27,27 mg/ 100 g). Par contre, la teneur la plus faible est enregistrée chez la variété TIB (19,83 mg/ 100 g). Pour la teneur en zinc, elle a varié de 1,89 mg/100 g à 3,04 mg/100 g de matière sèche. La teneur la plus élevée est observée chez la variété BF 142 (3,04 mg/100 g) et la plus faible chez la variété BF 11 (1,89 mg/ 100 g). Entre les variétés il existe une différence significative ( P < 0,0001). La teneur en cendre a varié de 3,08 % à 6,26 %. La valeur la plus élevée est observé chez la variété BF140 (6,26 %) et la plus faible chez la variété BF 11(3,08 %). L analyse des variances a montré qu il existe une différence significative entre les variétés (P < 0,0001). Il existe une différence hautement significative (p < 0,0001) entre les variétés pour la teneur en calcium (Tableau II). Les teneurs ont varié de 178,2 mg /100g à 303,2mg/100 g de matière sèche. La teneur la plus faible est observée chez la variété TIB (178,2 mg/100 g) et la plus élevée chez la variété BF 108(303,2 mg/100 g).

5 Tableau II : Teneur en minéraux des tubercules de patate douce expérimentée à Bongor (Tchad) Variétés Ca P K Fe Zn Cendres (mg/100g MS) (mg/100g MS) (mg/100g MS) (mg/100g MS) (mg/100g MS) (%) BF ,53 d 332,66 d 1540,33 b 26,06 b 2,87 b 3,43 ef Jewel 241,80 c 137,66 f 1426,33 c 22,15 d 2,81 b 3,99 de BF ,46 e 367,00 bc 1511,66 b 22,58 d 2,07 e 4,63 bc BF ,46 d 344,00 cd 998,33 f 22,37 d 1,89 f 3,08 f TIB 178,20 h 435,66 a 1254,66 e 19,83 e 2,42 d 4,10 cd BF ,06 g 367,00 bc 1226,33 e 20,06 e 2,15 e 4,96 b BF ,75 f 231,00 e 1729,50 a 27,27 a 3,04 a 4,35 bcd BF ,20 a 435,66 a 1340,33 d 26,76 a 2,62 c 6,18 a BF ,36 d 390,00 b 1540,33 b 26,76 a 2,50 cd 6,26 a BF ,10 b 374,66 b 1311,66 d 24,70 c 2,14 e 3,09 f Ca: calcium; P: phosphore; K: potassium; Fe: Fer; Zn: zinc Il manque la légende expliquant les chiffres en exposants selon les colonnes ou les lignes???????

6 III.2- Discussion La teneur en sucres totaux et réducteurs a varié de façon significative d une variété à une autre. Pour les sucres totaux, les quantités obtenues se rapprochent de celles obtenues (5,88 à 25,85 %) par Van der Veken et De Lannoy [8] sur la variété du Centre pour le Développement de l Horticulture N 1(CDH N 1) de la patate douce cultivée au Sénégal. Ces auteurs ont montré que la teneur en sucres était fonction du cycle de la variété et de la période pendant laquelle la récolte a été effectuée. S agissant des sucres réducteurs de ces variétés de patate douce, nos résultats sont supérieurs à ceux obtenus par Ouédraogo [9] pour des teneurs de l ordre de 5,14 et 6,08 % chez deux autres variétés de patate douce. Parmi les variétés exploitées, la variété Jewel semble, la meilleure en termes de sucres totaux et de sucres réducteurs. Les teneurs en protéines obtenues sont proches de celles obtenues par Ouédraogo [9] (1,73 à 1,96 %) et Van der Veken et De Lannoy [8] (1,03 à 4,4%) sur autres variétés de patate douce et la variété CDH N 1. Ces derniers auteurs ont montré que cette teneur en protéines varie également en fonction du cycle de la variété CDH N 1car des analyses faites sur des tubercules récoltés à 80 jours, 100 jours, 120 jours et 140 jours, ont donné des résultats différents. De façon générale, la teneur en protéine de la patate douce est nettement faible comparativement aux autres plantes connues telles que l igname Dioscorea dumetorum (Kunth) pax qui a une teneur de l'ordre de 9,6g/ 100 g de matière sèche [10]. Les teneurs en β-carotène (vitamine A) obtenues sont comparables à celles obtenues [11] sur les variétés de patates douces cultivées au Rwanda. Ces valeurs sont obtenues chez les variétés à chair orange et ont varié entre 1,68 et 1,85 %. Par ailleurs, ce même auteur a signalé l'absence de la β-carotène (vitamine A) chez les variétés à chair blanche. Les teneurs en sels minéraux et en cendres ont varié également d une variété à une autre. En effet, pour la teneur en calcium, nos résultats sont supérieurs de ceux obtenus [12] sur le tubercule non conventionnel de Tacca leontopetaloides (L.) Kuntze, une plante de la famille des dioscoreacées dont la valeur est estimée à 83,65 mg/ 100 g de matière sèche. Sur les feuilles de la patate douce, les valeurs obtenues par certains autres [13] et [14] sont respectivement de 8,83 µg / g et 27,99 mg / 100 g de matière sèche. Cependant, les valeurs obtenues sur Dioscorea bulbifera sont de l ordre de 11,04 et 13,1 % [15]. Parmi toutes les variétés étudiées, BF 108 a présenté une teneur plus importante en calcium. La teneur en phosphore est plus importante chez les dix variétés de patate douce étudiées. Les valeurs obtenues sont proches de celles obtenues sur différentes variétés d igname [16]. En effet, ces valeurs sont de l ordre de 158,4 et 294,5 mg/ 100g de matière sèche. Tandis que les études de Libra et al. [15] donnent des valeurs de l ordre de 65,98 et 66,18 mg / 100 g. Sur les feuilles de la patate douce, la teneur en phosphore est de l ordre de 2590 à 5250 µg/ g de matière sèche [13]. Ce résultat montre que, les tubercules ont une teneur en phosphore beaucoup plus importante que les feuilles. Par ailleurs, les variétés BF 108 et TIB se sont montrées plus riches en phosphore. La teneur en potassium est proche de celle obtenus sur Discorea bulbifera qui a varié de 403 à 451,9 mg / 100g de matière sèche et de celle trouvée par [16], entre 475 et 1475 mg/ 100 g de matière sèche [15]. Par contre, les proportions obtenues par Lu Te Chuang et al. [13] vont de 18,5 à 25,2 µg/g. La teneur en potassium la plus importante a été observée chez la variété BF 142. De plus, les teneurs en fer ont été plus grandes que celles trouvées par Lu Te Chuang et al. [13]. Ces quantités varient entre 233 et 626 µg/ g alors que la teneur en fer obtenue dans le tubercule de patate

7 douce préparé est de 8,82 mg / 100g de matière sèche [14]. Mais, la valeur obtenue dans les tubercules non conventuel de Tacca leontopetaloides est de 317,12 mg/100 g de matière sèche [12]. Ce résultat montre que la patate douce, de façon générale a une teneur non négligeable en fer. Des dix (10) variétés étudiées, la BF 142 s est révélée avoir des tubercules plus riche en fer. Quant à la teneur en zinc, elle reste faible chez toutes les variétés de patate douce utilisées. Ces résultats se rapprochent de ceux obtenus chez des variétés d igname et qui sont de l'ordre 5,40 à 7,80 mg pour 100 g [16]. Néanmoins, parmi les variétés, la BF 142 a montré une teneur relativement importante. S agissant de la teneur en cendres totales, les résultats sont proches de ceux obtenus par [14] qui estiment la valeur à 8,83 % [14]. Conclusion L étude a montré que la variété BF 142 est plus riche en potassium, fer et zinc. En vitamine A et en sucres, la variété Jewel avait la teneur la plus élevée. S agissant de la teneur en phosphore, la variété BF 108 et TIB ont été plus riches. Par contre, la variété BF 108 présente une teneur en calcium et protéine la plus importante. Les teneurs en ces éléments obtenus permettront d'apprécier les différentes variétés afin de pouvoir amorcer un travail de sélection en vue d une éventuelle amélioration de la plante. Cependant, les variétés BF 108, BF 142 et Jewel sembles prometteuses pour le travail de sélection grâce à leurs teneurs plus importantes respectivement en éléments minéraux et organiques et peuvent être utilisé en complément dans les farines pour la préparation de la bouillie destinée aux malnutris. Remerciements Nous tenons à remercier la Coopération française, l Institut National de l Environnement et de la Recherche Agricole (INERA) de Kamboinsé, l Université de Ouagadougou et l Ecole Normale Supérieure de Bongor (ENSB) qui ont soutenu financièrement, matériellement et moralement ce travail. Bibliographies 1. Sihachakr D. et Ducreux G Regeneration of plants from protoplasts of sweet potato(ipomoea batatas(l) Lam.). In: Bajaj YPS, ed. Biotechnology in agriculture and forestry Vol. 23, Plant protoplast and genetic engineering IV. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg: Huatc.,Mateille T. et Huat J Etude de la sensibilité de la patate douce (Ipomoeabatatas) aux nématodes phytoparasites du genre Meloidogyne au Sénégal. Document interne IRD, PSI. Saint- Louis. Sénégal. 44p. 3. Mutombo T., Phemba P., Feruzi M., Lutaladio N.B. et Ewel P Pomme de terre et patate douce au Bushi. Edition du Centre d Etudes et de Recherche pour la Promotion Rurale. Institut Supérieur du Développement Rural, Bukavu. République Démocratique du Congo. 57 p. 4. Miller G.L Use of dinitrosalicylic acid reagent for determination of reducing sugar.analyticalchemistry. 31, Fox J.D. et Robyl J.F Miniaturization of three carbohydrate analyses using a microsample plate reader.analytical Biochemistry. 195, Bradfort M.M A rapid and sensitive method for the quantification of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein- Dye Binding.Analytical Biochemistry 72,

8 7. AFNOR (Association Française de Normalisation) Recueil des normes française des produits dérivés des fruits et légumes. In jus de fruits. 1 ère édition. Paris, France. 327 P. 8. Van der Veken H. et De Lannoy G Synthèse de quelques aspects de la culture de la patate douce. Centre pour le Développement de l Horticulture. CAMSERENE- DAKAR 9. Ouédraogo N Valorisation des déchets de tubercule (patate douce et Igname) par laproduction de protéine d intérêt. Mémoire de DEA en Biotechnologie microbienne et cellulaire. Université de Ouagadougou. 55p. 10. Medoua N. G. J Potentiels nutritionnels et technologique des tubercules durcis de l igname Discoreadumetorum (Kunth) pax : etude du durcissement post-récolte et desconditions de transformation des tubercules durcis en farine. Thèse de Doctorat /PhD.254 p. 11. Ingabire M.R et Vasanthakaalam H Comparison of the nutrient composition of four sweet potato variéties cultivated in Rwanda.American Journal of Food and Nutrition. Print ISSN , doi: / ajfn Collinlaw J.N., Aba R.E., Aboubakar, Facho B., Yanou N.N., Mohamadou B.A etmbofung C.M Valeur nutritive de Tacca leontopetaloides (L) Kuntz, tubercule non conventionnel. Revue de Génie Industriel 3 : Lu Te Chuang, Glew R.H., Yuan C.W., Pei W.Y., Chih C.L., PreslyJ.M.,Schulze J et Chien W.H Comparison of the fatty acid, amino acid, mineral and antioxidant content of sweet potato leaves grown on Matsu islan and Mainland Taiwan. Global Science Books. X (Y): Il manqué le volume et la série???? 14. Olayiwola O.I., Abubakar H.N., Adebayo G.B et Oladipo Study of sweet potato (Ipomeabatatas Lam) foods for indigenous consumption through chemical and anti-nutritive analysis in Kwara, Nigeria. Pakistan Journal of Nutrition 8(12):. Il manqué les pages???? 15. Libra M.A., Gonnety J.T., Ahi A.P., Dabonne S., Ahipo E.D et Kouame L.P Physicochimical changes in Bulbils of two cultivars of Discoreabulbifera during the Ripening Period. Advance Journal of Food Science and Technology 3(5): Polycarp D., Afoakwa E.O., Budu A.S and Otoo E Characterization of chemical composition and anti-nutritional factor in seven species within the Ghanaian yam ( Discorea) germplasm. International Food Research Journal 19(3):

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