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UNIVERSITE DE OUAGADOUGOU Numéro d’ordre.…./.…...UNITE DE FORMATION ET DE RECHERCHEEN SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE
(U.F.R. – S.V.T.) *************************Département de Biochimie – Microbiologie Centre Médical Saint CamilleCentre de Recherche en Sciences Biologiques *******************Alimentaires et Nutritionnelles (CRSBAN) *************************
MÉMOIRE DE FIN D’ÉTUDES
Présenté par :
DANSOU Delali Kokou
Maître ès sciences
En vue de l’obtention du :DIPLÔME D’ETUDES SUPÉRIEURES SPÉCIALISÉES (D.E.S.S.)
Option : INDUSTRIES AGRO–ALIMENTAIRES
Thème :
Soutenu le
Devant le jury composé de :
Président : Professeur Alfred S. TRAORE
Membres : Professeur Augustin P. BEREProfesseur Jacques K. SIMPOREDocteur Frédéric ZONGO
DEVELOPPEMENT DE LA CULTURE DE LASPIRULINE (Spirulina platensis) ETVALORISATION DE CELLE-CI AU
BURKINA FASO
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Promotion 2001 / 2002
DEDICACE
Je dédie ce mémoire
A TOUS LES ENFANTS QUI MEURENT CHAQUEJOUR DE MALNUTRITION EN AFRIQUE.
A tous ceux grâce à qui je suis l homme que je suis
A ma très chère mère Clémentine et à mon très cher pèreJean-marie qui ont tant souffert pour moi, qu ils retrouvent ence travail l expression de ma profonde piété filiale.
A mes frères et s urs adorés car ce travail est aussi le leur.
A feu mademoiselle TIEMTORE Fati.
Ainsi qu a toute la famille, oncles, tantes, cousins etcousines
Retrouvez ici l expression de ma profonde reconnaissance.
A s ur Eugène KISITO pour son soutien sans cesseininterrompu.
A mes enseignants, mes collègues et à tous mes amis
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REMERCIEMENTS
Ce travail qui entre dans le cadre du projet de promotion de l’utilisation de la
spiruline dans la prévention et le traitement de la malnutrition protéino-énergétique, a
été réalisé grâce à l’étroite collaboration entre l’Université de Ouagadougou et le
Centre Médical Saint Camille.
Qu’il nous soit donc permis de remercier sincèrement :
Le Professeur Alfred S. TRAORE, Président de l’Université de Ouagadougou,
Responsable de notre formation et Directeur du CRSBAN, pour nous avoir permis
d’effectuer nos analyses dans son laboratoire.
Le Professeur Augustin P. BERE, notre directeur de mémoire, pour avoir fait
preuve de rigueur et de beaucoup attention afin que ce mémoire acquière sa
dimension scientifique.
Le Professeur Jacques K. SIMPORE, Directeur du laboratoire du Centre
Médical Saint Camille (CMSC), responsable du projet de production de la spiruline
du CMSC, et notre maître de stage pour nous avoir permis de réaliser ce travail et
pour son aide, sa grande disponibilité et son attention particulière.
Le Docteur Frédéric ZONGO, Responsable technique de la production de la
spiruline du CMSC pour son soutien.
Le Professeur Aboubackar.S. OUATTARA, le Docteur Jules ILBOUDO, le
Docteur Philippe NIKIEMA, le Docteur Cheick A.T. OUATTARA, le Docteur
Nicolas BARRO, le Docteur Mamadou DICKO, le Docteur Marcel D. BENGALY, le
Docteur Yves TRAORE, le Docteur Paul W. SAWADOGO, tous enseignants au
département de biochimie à l’Université de Ouagadougou pour leurs conseils et
encouragements.
Nos remerciements sincères vont aussi :
4
A Yolande YTSIEMBOU pour son aide et ses encouragements
A Jacqueline KANDO, Lucienne OUEDRAOGO, Aziz TRAORE, PaulKANGUEMBEGA, Alain, Ibrahim, Dieu donné, Abdoulaye, Aly, Yaya, Karou,
Constance, Souleyman.
Aux étudiants de notre promotion et particulièrement Nicaise ABESSOLO,
Christian ZOUZOUHO, Léontine LOMPO, Rostand ABA’A, Donatien KABORE,
Bertine DABIRE.
A mes très chers parents, frères, s urs, oncles, tantes, cousins, cousines :
Jean-marie DANSOU, Clémentine DANSOU, Apéti Pierre DANSOU, Ayité JulienABAGLO,s ur Eugène KISITO, Olivier, Francine, Marthe, Marie-aimée, Sylvie,
Ayi.
Nous voulons également exprimer toute notre reconnaissance et profonde
gratitude aux Frères et S urs gabonais pour leur soutien, et a tous ceux qui de
près ou de loin ont apporté leur contribution à ce travail.
Nos remerciements vont particulièrement à messieurs les membres du juryet à monsieur le président du jury pour leur disponibilité à juger ce travail.
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PREAMBULE
Ce travail fait partie intégrante des objectifs du projet de recherche sur
l’adaptation et la vulgarisation de la spiruline ( Spirulina platensis ) au Burkina Faso.
Projet qui rentre donc bien dans le domaine de la lutte contre la malnutrition protéino-
énergétique des enfants et des femmes allaitantes.
L’objectif général du projet est de contribuer à la promotion de l’utilisation de la
spiruline dans la prévention et le traitement de la malnutrition protéino-énergétique,
et plus spécifiquement à :
Mettre au point des techniques simples et fiables de la culture de la spiruline
au Burkina Faso ;
Produire une quantité suffisante de spirulines pour les études nutritionnelles;
Evaluer les apports nutritionnels de cette spiruline dans nos conditions de
production ;
Apprécier sa valeur nutritionnelle aussi bien chez l’animal que chez
l’homme;
Mettre au point des préparations comportant la spiruline pour une utilisation
dans l’alimentation infantile ;
Sensibiliser la population féminine sur l’intérêt de cet aliment dans
l’alimentation infantile en complément des farines ;
Vulgariser les techniques de culture de la spiruline pour la création de
petites et moyennes entreprises familiales et / ou villageoises ( PME ) ;
Contribuer à la formation des étudiants de maîtrise et de 3ème cycle nutrition.
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LISTE DES ABREVIATIONS
ADN : Acide DésoxyriboNucléique.
AFNOR : Association Française de NORmalisation.
AOCS : American Oil Chemist’s Society.
CMSC : Centre Médical Saint Camille.
CREN : Centre de REcupération Nutritionnelle infantile.
CRSBAN : Centre de Recherche en Sciences Biologiques Alimentaires et
Nutritionnelles.
DESS : Diplôme d’Etudes Supérieures Spécialisées.
FAO : Food and Agriculture Organisation of united nations.
LBTA : Laboratoire de Biochimie et Technologies Alimentaires.
PNUD : Programme des Nations Unies pour le Développement.
SMI : centre de Santé Maternel et Infantile.
UFC : Unité Formatrice de Colonies.
UFR-SVT : Unité de Formation et de Recherche en Sciences de la Vie et de
la Terre.
UPN : Utilisation Protéique Nette.
VIH : Virus de l’Immunodéficience Humaine.
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LISTE DES TABLEAUX ET FIGURES
1. LISTE DES TABLEAUX
Tableau I : Acides aminés essentiels de la spiruline en gramme pour 100 g
de protéines.
Tableau II : Principaux acides gras de Spirulina platensis.
Tableau III : Teneur en acides nucléiques de quelques aliments.
Tableau IV : Les vitamines de la spiruline.
Tableau V : Les minéraux et oligo-éléments de la spiruline.
Tableau VI : Rapports d’efficacité protéique comparés.
Tableau VII : Composition d’un milieu neuf de culture de la spiruline.
Tableau VIII : Intrants pour le renouvellement du milieu de culture de la
spiruline.
Tableau IX : Synthèse des analyses physico-chimiques effectuées.
Tableau X : Gamme de concentration donnant la courbe étalon pour le
dosage des sucres totaux.
Tableau XI : Gamme de concentration donnant la courbe étalon pour le
dosage des sucres réducteurs.
Tableau XII : Quantité d’eau nécessaire à la production d’un kilogramme de
protéine.
Tableau XIII : Composition physico-chimique de la spiruline.
Tableau XIV : Résultats du dénombrement de la microflore de la spiruline.
Tableau XV : Récapitulatif de coût d’acquisition des équipements et des
charges de fonctionnement durant une année.
Tableau XVI : Charges d’amortissement.
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2. LISTE DES FIGURES
Figure 1 : Spiruline type lonar vue au microscope.
Figure 2 : Morphologies typiques des Arthrospira.
Figure 3 : Diagramme des flux pour la culture et la production de la
spiruline.
Figure 4 : Schéma d’un bassin de culture de la spiruline.
Figure 5 : Schéma d’une roue à aube.
Figure 6 : Plan de l’unité de production du CMSC.
Figure 7 : Diagramme de production semi-artisanal de la spiruline.
Figure 8 : Cinétique de croissance de la spiruline.
Figure 9 : Evolution du niveau d’eau dans les bassins.
Figure 10 : Evolution de la teneur en eau au cours du stockage.
Figure 11 : Evolution du pH au cours du stockage.
Figure 12 : Evolution de l’acidité grasse au cours du stockage.
Figure 13 : Evolution de taux du matières grasses au cours du stockage.
Figure 14 : Evolution de l’indice de formol au cours du stockage.
Figure 15 : Evolution du taux de sucres réducteurs au cours du stockage.
Figure 16 : Evolution de la teneur en phycocyanine au cours du stockage.
Figure 17 : Diagramme de préparation d’une farine enrichie en spiruline.
Figure 18 : Diagramme de préparation de biscuits secs enrichi en spiruline.
Figure 19 : Diagramme de préparation du yaourt enrichi.
Figure 20 : Diagramme de préparation du ‘’Tédo’’ enrichi.
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S O M M A I R E
INTRODUCTION ……………………………………………………………………. 00
PRESENTATION DU CADRE DE L’ÉTUDE ……………………………….
00
1. Le Centre Médical Saint Camille (CMSC) …………………………. 00
2. Le Centre de Recherche en Sciences Biologiques
Alimentaires et Nutritionnelles (CRSBAN) ……………………..… 00
PREMIERE PARTIE : SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE
1. Définition et description de la spiruline ……………………..……. 00
2. Historique ………………………………………..……………………... 00
3. Caractéristiques nutritionnelles …………………………………..... 00
4. Les atouts de la spiruline ………………………………………..…... 00
4.1 Aspects biologiques ……………………………………………. 00
4.2 Valeur thérapeutique de la spiruline…………………..……..... 00
4.3 La spiruline, aliment de complément inespéré …………….... 00
5. La culture de la spiruline …………………………………………..… 00
6. Importance de la Spiruline pour le Burkina Faso ……………….. 00
DEUXIEME PARTIE : ETUDE EXPERIMENTALE
Chapitre I MATERIEL ET METHODES …………………………….. 00
1. Méthodologie générale de travail ………………………………...… 00
2. Les bassins de culture de la spiruline ……………………..……… 00
2.1 Description des bassins ………………………………….…..… 00
2.2 Préparation du milieu de culture …………………………….… 00
2.3 Ensemencement du bassin ………………………………….… 00
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3. Conduite et entretien de la culture ………………………….……... 00
3.1 Matériel utilisé …………………………………………………... 00
3.2 Procédure ……………………………………………………….. 00
4. Etude de quelques paramètres de production et de croissance …………………………………………………………….... 00
4.1 Mesure de la concentration en spiruline ……………………... 00
4.2 Mesure du pH du milieu de culture ……………………….…... 00
4.3 Mesure du niveau d’eau des bassins de culture ……………. 00
4.4 Test de filtrabilité …………………………………………….….. 00
4.5 Mesure de l’aptitude au lavage de la biomasse …………….. 00
5. Analyses physico-chimiques de la spiruline …………………….. 00
5.1 Détermination du potentiel d’hydrogène de la spiruline …….. 00
5.2 Dosage de l’acidité grasse ………………………………….…. 00
5.3 Dosage de la phycocyanine ………………………………….... 00
5.4 Détermination du taux d’humidité …………………………….. 00
5.5 Détermination du taux de cendres ……………………….…… 00
5.6 Détermination du taux de matières grasses ……………….… 00
5.7 Détermination du taux de protéines totales ………….…….… 00
5.8 Détermination de l’indice de formol ……………………….….. 00
5.9 Détermination du taux de sucres totaux …………….……….. 00
5.10 Détermination du taux de sucres réducteurs …………….….. 00
5.11 Détermination du taux de fibres brutes ………………….…… 00
5.12 Calcul de la valeur énergétique de la spiruline …………….... 00
6. Analyses micro-biologiques de spiruline .... 00
6.1 Examen microscopique direct de la spiruline ……………….. 00
6.2 Numération de la microflore des spirulines ……………….…. 00
7. Détermination du rendement de production .. 00
7.1 Productivité …………………………………………………….... 00
7.2 Coût d’investissement ……………………………………….…. 00
7.3 Rentabilité …………………………………………………….…. 00
8. Etude de quelques pistes de valorisation ………………………... 00
8.1 Coût de la récupération nutritionnelle par la spiruline
d’enfants malnutris ……………………………………………... 00
8.2 La spiruline en tant qu’aliment de complément …………….. 00
11
Chapitre II RESULTATS ET DISCUSSION …………………….….. 00
1. Diagramme de production de la spiruline ……………………..…. 00
2. Les paramètres de culture et de croissance de la
spiruline ……………………………………………………………….... 00
2.1 Résultats du suivie de la croissance …………………………. 00
2.2 Autres paramètres de culture …………………………………. 00
3. Composition nutritionnelle de la spiruline ……………………..... 00
3.1 Résultats des analyses physico-chimiques ……………….…. 00
3.2 Evolution des caractéristiques physico-chimiques et
biochimiques ………………………………………………….…. 00
3.2.1 La teneur en eau ………………………………………… 00
3.2.2 Le pH, l acidité grasse et les matières grasses ……… 00
3.2.3 indice de formol ……………………………………….. 00
3.2.4 Les sucres réducteurs ………………………………….. 00
3.2.5 La phycocyanine ………………………………………… 00
4. Evolution de la flore microbienne de la spiruline ……………….. 00
4.1 Résultats de l’examen direct …………………………………... 00
4.2 Résultats de la numération de la microflore ………………….. 00
5. Evaluation de la rentabilité de production ……………………….. 00
5.1 Résultats de productivité …………………………………….…. 00
5.2 Coût d’investissement et rentabilité ……………………….…... 00
6. Valorisation de la spiruline ………………………………………..… 00
6.1 Valorisation dans l’intérêt de la récupération nutritionnelle
d’enfants malnutris ……………………………………….……... 00
6.2 La spiruline utilisée comme complément alimentaire ……….. 00
CONCLUSION ET RECOMMANDATIONS ……………………………..…. 00
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ……………………………………… 00
ANNEXES
12
INTRODUCTION
Petit être aquatique de 0.3 mm de long, vieux comme le monde dont le nomscientifique est Arthrospira platensis, la spiruline vit de photosynthèse comme les plantes etprospère naturellement dans les lacs salés et alcalins des régions chaudes du globe.Nourriture traditionnelle des Aztèques du Mexique et des Kanem Bous du Tchad, plus richeen protéine que la viande, la spiruline est maintenant cultivée dans de grandes usines auxUSA, en Inde, en Chine, en Thaïlande et aussi de façon semi-artisanale, car on lui découvretoujours plus de qualités intéressantes pour l’alimentation et la santé tant pour les Hommesque pour les animaux. (JOURDAN, 1999).
Les premières données suffirent à lancer de nombreuses recherches à but industrieldurant les années 1970, car les microorganismes ( levures chlorelles, spiruline, certainesbactéries et moisissures ) semblaient alors être la voie la plus directe vers des protéines bonmarché, les fameuses ‘’ single cell proteins.’’ (FALQUET, 2000).
En effet, la spiruline constitue un complément alimentaire riche de promesses dans lespays où l’alimentation traditionnelle, soit par manque de ressources, soit par ignorance, neprocure pas en quantité suffisante la nourriture équilibrée nécessaire à la santé.
En 1996 déjà, FALQUET estimait que la production de la spiruline était particulièrementadaptée aux conditions climatiques et économiques des régions où sévissait la malnutrition.
Le Burkina Faso présente des taux élevés de malnutrition protéino-énergetique, avecune proportion d’enfant malnutris qui atteint en moyenne 30 % de la population pour latranche de 0 à 6 ans. Selon l’enquête démographique et de santé publique réalisée auBurkina Faso en 1999, la malnutrition protéino-énergetique est la cause de 51 % des décèsd’enfants de moins de 5 ans et 34 % de ces enfants ont un faible poids pour leur age (PNUD,1999). A cet effet la spiruline est adaptée pour la récupération ces enfants malnutris auBurkina par le fait que celle ci corrigerait ponctuellement l’anémie et la perte de poids selonles résultats de Kaboré en 2001.
L’essentiel des carences alimentaires graves proviennent du manque de trois élémentsprincipaux : vitamine A, fer et iode. Les doses quotidiennes requises pour ses substances sontpourtant très petites, il semble donc que l’idée de les ajouter directement à certains alimentscomme la farine, l’huile, le sucre ou le sel soit une réponse adéquate et bon marché auxproblèmes de carences (C.I.N., 1992).
Des suggestions dans ce sens pour la lutte contre la malnutrition furent proposées.Notamment la production locale de denrées alimentaires riches en micro nutriments. Ainsi quel’encouragement à la production et à la consommation de fruits et de légumes, est bien sûrune excellente initiative. Malheureusement, cette approche est rendue plus ou moins difficilepar une série de problèmes pratiques qui vont de la saisonnalité des productions, à laconservation des produits, la fragilité des micro nutriments à la contamination bactérienne etfongique, la fertilité des sols ou même la bio disponibilité des nutriments etc. ( FALQUET,2000).
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Ainsi une solution durable réside en ce microorganisme aquatique comestible présentant unexcellent potentiel en tant que nouvelle production agricole pour les pays en développementcomme le Burkina Faso.
C est dans ce cadre que le Centre Médicale Saint Camille de Ouagadougou (CMSC) enpartenariat avec l université de Ouagadougou initie cette étude. Visant à la valorisation de lamicro algue spiruline ainsi que son auto production dans le but d améliorer l apport nutritionnelquotidien des populations et en particulier des enfants malnutris.
Les objectifs spécifiques de ce travail sont :
• le suivi et le contrôle de la production de spiruline au CMSC ;• la mise au point des stratégies pour la valorisation de la spiruline au Burkina Faso.
Il s agit pour nous d ouvrir des pistes pour une vulgarisation de la culture de la spiruline àpetite échelle et à moindre coût en environnement rural.
Notre travail présente trois parties :
• la première partie présente les généralités sur la spiruline et le cadre d’étude ;• dans la deuxième partie nous parlerons des matériels et des méthodes appliquées
pour valoriser la spiruline ;• la troisième partie donne les résultats et discussions suivi de la conclusion.
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Présentationdu
CCaaddrree ddee ll ééttuuddee
15
Le stage que nous avons effectué, a eu pour cadre d’étude le Centre médical saint Camille (CMSC ) de Ouagadougou et le Centre de recherche en sciences biologiques alimentaires etnutritionnelles à l’Université de Ouagadougou.
1. Le Centre médical saint Camille ( CMSC )
Le Centre médical saint Camille est un centre de religieux camilliens. Il est situé àOuagadougou dans la commune du Bogodhogo au secteur 14, sur l’avenueBabanghida.
Ce centre créé en 1970 par l’ordre des camilliens, est un centre privé non lucratifqui comporte :
• Une maternité où 8300 naissances en moyenne ont lieu chaque année;• Un centre de pathologie néonatale qui accueille environ 450 enfants
prématurés par an;• Un dispensaire, comportant une section adulte et une section pédiatrie, qui
reçoit environ 300 malades par jour;• Un dispensaire mobile qui sillonne le village de Kossiam;• Des services d’imageries médicales ( échographie, radiographie );• Un centre de santé maternel et infantile ( SMI );• Un centre de récupération nutritionnelle infantile ( CREN ) qui fait partie
intégrante de la SMI;• Un service dentaire ( odontologie );• Un dépôt pharmaceutique;• Un laboratoire d’analyse qui comporte des services de bactériologie, de
parasitologie, de biochimie, d’hématologie, d’immunologie et de biologie moléculaireet qui reçoit près de 150 à 200 prélèvements par jour;
• Une serre pour la culture de la spiruline qui comporte 4 bassins de 10 m2
environ. Cette unité de culture de la spiruline a été financé par la Fondation Jean-Paul II pour le Sahel et est sous la direction du père Jacques Simporé, chargé decours à l’université de Ouagadougou et du Docteur Frédéric Zongo, Maître-assistantà l’université de ouagadougou.
2. Le Centre de recherche en sciences biologiques alimentaires etnutritionnelles ( CRSBAN )
Crée en 1997, ce centre fait suite au laboratoire de biochimie et technologiesalimentaires ( LBTA ) mis en place depuis 1984.
Le fondateur du CRSBAN, Pr. Alfred S.TRAORE; chancelier Président du conseilde l’université de Ouagadougou, axé sur le profil microbiologie et biochimie desfermentations, microbiologie alimentaire biotechnologie avec comme personnelenseignant et de recherche :
Pr. Aboubakar S. OUATTARA ( Maître de conférence ), ayant pour profil écologiemicrobienne;
Dr Philippe A. NIKIEMA ( Maître assistant ), profil mycotoxines, épidémiologiemoléculaire et nutritionnelle;
Dr Cheik A. T. OUATTARA ( Maître assistant ), microbiologie et élimination dedéchets agro-industriels, microbiologie alimentaire;
Dr Nicolas BARRO ( Maître assistant ), microbiologie appliquée et géniegénétique.
Le CRSBAN est un centre ambitieux pour le développement du BurkinaFaso :
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• Par une production scientifique importante;• Par la recherche utilitaire.Le CRSBAN est composé d’étudiants d’origines diverses dont le Burkina Faso, la
Côte d’ivoire, le Bénin, le Gabon, le Congo, la Centrafrique, le Niger, le Tchad et leTogo.
Le CRSBAN est un centre composé de laboratoires de pharmacologie etbiochimie clinique, de biochimie et génétique, de nutrition humaine, de microbiologieet biotechnologie, de technologie alimentaire et enfin d’un laboratoire de biologiemoléculaire.
17
Première partie :Synthèse
bibliographique
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1. DÉFINITION ET DESCRIPTION DE LA SPIRULINE
La spiruline ( Spirulina platensis ) est une algue bleue filamenteuse comme l’illustrela figure 1. Elle appartient au phylum des Myxophycophytes, à la classe desCyanophycées, à l’ordre des Nostocales et à la famille des Oscillatoriacées. Riche enprotéines et en vitamines, elle est utilisée pour nourrir humains, poissons, crustacés,mollusques, volailles et bétails ( FOX, 1986 ).
Figure 1.: Spiruline type lonar vue au microscope (JOURDAN, 1999)
Les algues comprennent de 20000 à 30000 espèces dans le monde, soit 18 % durègne végétal ( KABORE, 2001 ). Mais on ne peut savoir le nombre d’espèces avecexactitude, car les taxonomistes ne semblent pas s’accorder sur la dénomination et laclassification de certaines espèces. Le fait est qu’il y a des milliers d’espèces différentes,montre la grande diversité de formes et les merveilleux moyens chimiques et mécaniquesd’adaptation aux différents environnements et aux différentes fonctions qu’ellesaccomplissent dans l’écosystème.
Sous le terme ‘’ algues ‘’ sont regroupés des organismes végétaux extrêmementvariés tant par la taille que par la structure cellulaire. Ils vivent tous en milieu aquatique ouhumide et sont presque tous pourvus de chlorophylle. Les algues se différencient des autresvégétaux par leur appareil végétatif uni ou pluricellulaire dépourvu de racines, de tiges et defeuilles et représenté par un thalle. La chlorophylle est souvent masquée par des pigmentssurnuméraires donnant ainsi des thalles de couleurs rouge, brune, bleu ou verte. Cesdifférences permettent de subdiviser les algues en cinq groupes majeurs : les chlorophycées
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ou algues vertes, les cyanophycées ou algues bleues, les phaeophycées ou algues brunes,les rhodophycées ou algues rouges et les bacillariophycées ou diatomées ( FOX, 1986 ).
Concernant donc les cyanophycées; Spirulina faisant partie de cette classe, elles ontdes cellules de type procaryote; c’est à dire sans noyau bien défini, les acides nucléiquesétant distribués au hasard dans la cellule. Les pigments porteurs de chlorophylle ne sont pasenclos dans un chloroplaste ; un pigment bleu supplémentaire ( la phycocyanine ) estprésent, mais il n’y a pas de chlorophylle b.La structure interne de la cellule procaryotique cyanophyte est très différente de celle des
autres algues. Elles ressemblent plus étroitement à celle des bactéries, en fait, de nombreux
chercheurs, préfèrent les appeler cyanobactéries ou bactéries bleu-vert.
Les termes d’algue ou de cyanobactérie peuvent donc être utilisés pour dénommer cepetit organisme aquatique.Les cyanobactéries constituent donc le groupe le plus important des bactériesphotosynthétiques. Elles présentent des tailles et des formes très diverses. Les cellules de 1à 10 micromètres de diamètre peuvent être isolées, et peuvent réaliser des colonies deformes variées ou des filaments appelés trichomes. Dans un trichome, les cellules commechez Oscillatoria, sont en contact étroit ( GUERIN-DUMATRAIT, 1976; LE COINTRE, 2001 ).
La spiruline, de son nom scientifique Spirulina platensis ou Arthrospira platensis pourcertains auteurs, possède des cellules arrangées en filaments ou trichomes avec ou sansgaine, droits ou enroulés. Les différentes morphologies sont présentées sur la figure 2. Cesfilaments, tirebouchonnés de 5 à 7 spires, non ramifiés, long d’un quart de millimètre enmoyenne et de 10 µm de diamètre, peuvent montrer un mouvement oscillatoire; lestrichomes se mouvant vers l’arrière et l’avant dans son grand axe. Ces organismes sedéplacent donc en se vissant dans l’eau ( GUERIN-DUMATRAIT, 1976; FOX, 1986 ).
Figure 2. Morphologies typiques des Arthrospira
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La reproduction cellulaire se fait par division des cellules dans le trichome puis séparationdes trichomes fils; c’est une rupture cellulaire. L’ADN de la spiruline contient 44 à 53 % de G+ C. ( BERGEY et al,1986 )
Aucun mode de reproduction sexuée n’est connu, mais il existe apparemment de formesde résistance aux conditions extrêmes: trichomes pourvus d’une gaine mucilagineuseépaisse et peut-être des cellules riches en réserves nutritives ( akinètes ).
L’origine bactérienne de la spiruline, vient des particularités du génophore ou chromosome.Il est formé de fibrilles apparemment nues d’acides désoxyribonucléiques non liés à deshistones contrairement aux acides désoxyribonucléiques des organismes eucaryotes. Cetteparenté aux bactéries est accentuée par l’absence dans les cellules de membranes périnucléaires, de mitochondries et de plastes. Par ailleurs, ces organismes sont apparentés auxalgues, plus précisément aux chloroplastes des algues rouges: ils présentent en effet unesérie de membranes chlorophylliennes, possédant deux systèmes photochimiques commechez les végétaux. Comme ces deniers, l’un de ces systèmes fonctionne en liaison avec laphoto oxydation de l’eau qui intervient comme réducteur dans leur photosynthèse. Lapossession de pigments accessoires bleus et rouges les rapproche des algues rouges. Ladominante bleu vert de leur couleur leur a valu le nom d’algues bleues ( GUERIN-DUMATRAIT, 1976 ). On peut souligner que la quantité de phycocyanine est de 150 mg/g despirulines sèches d’après la notice FLAMENT VERT en 1998 et atteint les 194 mg/g selonSARADA en1999.
Les membranes chlorophylliennes constituées par un ensemble de sacs aplatiscomparables aux sacs lamellaires des algues et des végétaux supérieurs, forment lechromatoplasme. Son système pigmentaire comporte plusieurs complexes chlorophylliens etdifférentes protéines pigmentées du groupe des biliprotéines. Ce sont l’ allophycocyanine, laphycocyanine et la phycoérythrine. La phycocyanine, la phycoérythrine et une partie ducomplexes chlorophylliens forment les antennes collectrices des photons utilisés aprèsconversion en énergie chimique, dans les réactions d’oxydoréductions photosynthétiques.Les caroténoïdes sont aussi très abondants dans ces membranes. Celles-ci possèdent aussidifférents autres pigments liés aux réactions photochimiques elles-mêmes ou aux transfertsd’électrons qui les accompagnent : photo système Ι ,plastoquinones, cytochromes,plastocyanines ferrédoxine. Enfin, certaines des membranes internes peuvent posséder,comme chez les autres cyanophycées, des transporteurs d’électrons de la chaîned’oxydoréduction respiratoire et être responsables des oxydations terminales de larespiration cellulaire.
2. HISTORIQUE
On croit que les algues bleues étaient parmi les premiers êtres vivants sur la terre; qu’il y’aenviron 3,1 milliards d’années, l’atmosphère terrestre était composée d’ammoniac, deméthane, d’hydrogène et de vapeur d’eau, et que les algues bleues, grâce à leur capacitéd’assimiler cette atmosphère, en dissociant l’eau et libérant l’oxygène par photosynthèse, ontfourni l’oxygène maintenant présent dans l’atmosphère, transformant ainsi un cosmos réduiten un monde oxydé ( FOX, 1986 ).
Les algues alimentaires spirulines connues et valorisées à ce jour sont : Spirulina maximaet Spirulina platensis. Toutes deux ont des origines différentes et ont été découvertes dansdeux endroits très particuliers du globe.
La première; Spirulina maxima est originaire du Mexique et était consommée par lesAztèques du lac Texaco avant la conquête espagnole. Les algues étaient récoltées à la
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surface du lac, séchées au soleil, puis cuites et consommées sous le nom de Tecuitlatl.Depuis 1968, elles sont cultivées près de Mexico dans des bassins semi-naturelsd’évaporation de la société Sosa Texoco et sur des milieux synthétiques en Thaïlande et auJapon où deux firmes les ont commercialisées, ainsi qu’aux Etats-Unis.
La seconde espèce qui est celle qui nous intéresse se nomme Spirulina platensis. Il s’agitaussi d’une espèce sauvage qui fut découverte en 1964 par des membres d’une expéditionscientifique basée au Tchad. Ces derniers ont en effet constatés que les Kanembous du sudKanem, écumaient la surface des mares aux environs du lac Tchad, mares riches encarbonates de sodium, à la recherche de la fameuse algue.
Il y’a environ une trentaine d’années, des personnalités et institutions dont l’institutCarnegie et l’université de Stamford entreprirent des recherches afin de savoir si dans lefutur l’algue spiruline pourrait être utilisée comme nourriture. Rappelons que des annéesauparavant, pendant la guerre, le gouvernement japonais avait entrepris de semblablesrecherches pour nourrir son peuple souffrant du blocus américain ( DELPEUCH, 1976 ).
Dans les années 1950, un étrange aliment traditionnel était donc redécouvert au Tchad. Ils’agissait de galettes séchées d’une teinte vertes tirant sur le bleu, que l’on trouvait sur lesmarchés de la région de Kanem sous le nom de ‘’ Dihé ‘’. L’enquête montra que ce ‘’ Dihé ‘’provenait de la biomasse d’un micro-organisme unique récolté à la surface des maresfortement alcalines et séchée à même le sable des berges. Ce microorganisme, capable dephotosynthèse et se reproduisant rapidement, fut appelé ‘’ spiruline ’’ de par l’aspect defilament spiralé qu’il présente au microscope. Sa dénomination scientifique est Arthrospiraplatensis, il s’agit d’un cyanobactérie. L’analyse des propriétés nutritionnelles de la spirulinerévéla tout d’abord une exceptionnelle teneur en protéines de l’ordre de 60 à 70 % du poidssec, elle démontra aussi l’excellente qualité de ces protéines ( teneur équilibrée en acidesaminés essentiels ) ( FALQUET, 2000 ).
Le conseil supérieur d’hygiène publique en France a donné en 1984, un avis favorablepour la consommation humaine de toutes les algues spirulines.
Depuis, les recherches ont beaucoup évolués et on a trouvé de nombreuses applicationspossibles de la spiruline, notamment dans le domaine médical.
Et depuis 1996 jusqu’à ce jour, la micro algue spiruline est cultivée au Burkina Faso.
3. CARACTÉRISTIQUES NUTRITIONNELLES
L’analyse des propriétés nutritionnelles de la spiruline révéla tout d’abord uneexceptionnelle teneur en protéines, de l’ordre de 60 à 70 % du poids sec, c’est à dire deuxfois plus que les meilleures sources de protéines végétales ( farine de soja: 35 % deprotéines ). Elle démontra aussi l’excellente qualité de ces protéines d’après FALQUET en2000. CIFERRI et al en 1985 notèrent une teneur de 67 % et les études menées parCLEMENT en 1975 avaient montré que cette teneur pouvait atteindre les 72,4 % de matièressèches.
Les protéines de la spiruline sont complètes, car tous les acides aminés essentiels yfigurent, comme le montre le tableau I et ils représentent 47 % du poids total des protéines.Parmi ces acides aminés essentiels, les plus faiblement représentés sont les acides aminéssoufrés: méthionine et cystéine, qui sont toutefois présents à plus de 80 % de la valeuridéale définie par la FAO ( FALQUET, 1996 ).
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Tableau I. : Acides aminés essentiels de la spiruline en gramme pour100 g de protéines ( CLEMENT, 1975 ).
Acides aminées essentielsTeneur en gramme pour
100gde protéines
Isoleucine 6,24Leucine 8,91Lysine 4,58Méthionine 2,65Phénylalanine 4,53Thréonine 5,23Tryptophane 1,60Valine 6,74
L’utilisation des protéines ingérées ou utilisation protéique nette ( UPN ) est déterminéepar la digestibilité, c’est à dire la proportion d’azote protéique absorbée, ainsi que par lacomposition en acides aminés. La valeur de l’UPN est déterminée expérimentalement encalculant le pourcentage d’azote retenu lorsque la source de protéines étudiée est le seulfacteur nutritionnel limitant. On étudie généralement cette valeur dans différentes situations :croissance active, état adulte, convalescence. La valeur UPN de la spiruline est estiméeentre 53 % et 61 % soit 85 % à 92 % de celle de la caséine considérée comme protéine deréférence.
De même l’efficacité protéique de la spiruline ( gain de poids de l’animal ou de l’individudivisé par le poids de protéines ingérées ), est estimée suivant les auteurs, entre 1,8 et2,6.Celle de la caséine étant de 2,5, ( FALQUET, 1996; FOX,1986 ).
Bien que plusieurs publications donnent une valeur de 5,6 % à 7 % du poids sec enlipides totaux, d’autres sources prétendent obtenir 11,5 % de lipides par un meilleur systèmed’extraction.
Ces lipides totaux peuvent être séparés en une fraction saponifiable ( 83 % ) et unefraction insaponifiable ( 17 % ) qui contient essentiellement de la paraffine, des pigments,des alcools terpéniques et des stérols.
La fraction saponifiable est constituée essentiellement d’acides gras en C16 ( acidepalmitique ) et d’acides mono, di et tri-insaturés en C18. L’acide γ linolénique représente à luiseul 40 % soit environ 4 % du poids sec de spiruline. De ce fait, la spiruline peut êtreconsidérée comme une des meilleures sources connues d’acide γ linolénique après le laithumain et quelques huiles végétales peu courantes. La présence d’acide γ linolénique 18: 3ω 6 est à souligner du fait de sa rareté dans les aliments courants et de sa haute valeuralimentaire présumée.
L’importance de ces acides gras tient à leur devenir biochimique : ce sont lesprécurseurs des prostaglandines, des leukotriènes et des tromboxanes qui sont autant demédiateurs chimiques des réactions inflammatoires et immunitaires.
Enfin la spiruline a été recommandée comme supplément alimentaire en cas decarences en acides gras essentiels. Ces acides gras sont illustrés dans le tableau II.
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Tableau II. : Principaux acides gras de Spirulina platensis FALQUET,1996 )
Acides gras % des acides gras
Palmitique ( 16 : 0 ) 25,8Palmitoléique ( 16 : 1 ω 6 ) 3,8
Stéarique ( 18 : 0 ) 1,7Oléique ( 18 : 1 ω 6 ) 16,6
Linoléique ( 18 : 2 ω 6 ) 12
γ - linolénique ( 18 : 3 ω 6 ) 40,1α - linoénique ( 18 : 3 ω 3 ) traces
L’insaponifiable renferme des stérols à raison de 2 à 5 % avec comme principauxconstituants le cholestérol et de faibles quantités de β sitostérol, de campestérol et destigmastérol. Certains de ces stérols pourraient être en rapport avec l’activité antimicrobienne des spirulines. Les alcools triterpéniques représentent 5 à 10 % del’insaponifiable, il s’agit essentiellement d’ α et de β amyrine, ( triterpene pentacyclique ).Leshydrocarbures saturés à longues chaînes représentent une fraction importante del’insaponifiable, environ 25 % ( FALQUET, 1996 ).
Les glucides constituent globalement 15 à 25 % de la matière sèche desspirulines. Les glucides simples ne sont présents qu’en très faibles quantités. Ce sont leglucose, le fructose et le saccharose. On trouve aussi des polyols comme le glycérol, lemannitol et le sobitol. L’essentiel des glucides assimilables est constitué de polymères telsque des glucosannes aminés ( 1,9 % ) et des rhamnosannes aminés ( 9,7 % ) ou encore duglycogène ( 0,5 % ).
Du point de vue nutritionnel, la seule substance glucidique intéressante par saquantité chez la spiruline est le méso-inositol phosphate qui constitue une excellente sourcede phosphore organique ainsi que d’inositol ( 350 à 850 mg/kg de matière sèche ), (FOX,1986 ). Cette teneur en inositol est environ huit fois celle de la viande de b uf etplusieurs centaines de fois celles des végétaux qui en sont les plus riches.
Selon CLEMENT en 1975, les spirulines contiennent environ 4 grammesd’acides nucléiques pour 100 grammes de matières sèches. Selon le tableau III, la quantitéd’acides nucléiques par rapport au poids des spirulines sèches est donc faible encomparaison avec celle obtenue avec d’autres micro-organismes tels les levures et lesbactéries.Tableau III. : Teneur en acides nucléiques de quelques aliments (FALQUET,1996)
Aliments Acides nucléiques totaux( % mat. Sèche
Viande de b uf 1,5
Foie de b uf 2,2
Spiruline 4–6
Levure 23
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De même d’après FALQUET en 1996, en se basant sur une valeur moyenne de5 % en acides nucléiques, et sans tenir compte de la proportion d’ADN, la limite quotidiennede 4 grammes d’acides nucléiques représente le contenu de 80 grammes de spiruline sèche.Cette quantité équivaut à environ 8 fois la dose de spiruline recommandée ( 10g ) pour letraitement d’un malade sévèrement dénutris ou 16 fois le supplément alimentaire préconisédans une politique préventive. Le contenu en acides nucléiques de la spiruline ne pose doncpas de problèmes, même à long terme et pour des doses déjà élevées.
Parmi les vitamines, le β-carotène, provitamine A représente 80 % descaroténoïdes présents dans la spiruline, le reste étant composé principalement dephysoxanthine et de cryptoxanthine ( PALLA et BUSSON, 1969 ). Ces deux derniers étantaussi convertibles en vitamine A par les mammifères. Comme les besoins en vitamine A sontestimés chez l’adulte à moins de 1 mg par jour, 1 à 2 grammes de spiruline suffisentlargement à couvrir les besoins en vitamine A. D’autre part, l’absence de vitamine A libreexclut un éventuel risque de surdosage, le β-carotène n’étant pas toxique par accumulationau contraire de la vitamine A.
On trouve 50 à 190 mg de vitamine E par kilogramme de spirulines sèches,teneur comparable à celle des germes de blé. Les propriétés anti-oxydantes de la vitamine Epour les acides gras insaturés expliquent la bonne conservation de ces derniers dans laspiruline séchée.
Bien que moins riche que la levure en vitamine du groupe B ( B12 excepté ), laspiruline constitue pourtant une bonne source de ces cofacteurs
Comme l’illustre le tableau IV, la spiruline est une excellente source de vitamine
Tableau IV. : Les vitamines de la spiruline ( FALQUET,1996 ).
Vitamine Teneur ( mg / kg ) Besoin en mg/ jour( adulte )
B1 34–50 1,5
B2 30–46 1,8
B6 5–8 2,0
B12 1,5–2,0 0,003
Niacine 130 20
Folate 0,5 0,4
Panthoténate 4,6–25 6–10
Biotine 0,05 0,1–0,3
C traces 15–30Il faut souligner la teneur exceptionnelle en vitamine B12 ( cobalamine ) qui est
de loin la vitamine la plus difficile à obtenir dans un régime sans viande, car aucun végétalcourant n’en contient. La spiruline est 4 fois plus riche que le foie cru, longtemps donnécomme meilleure source de vitamine B12 ( FALQUET,1996 ).
Par leur haute teneur, comme le montre le tableau V, les minéraux spécialementintéressants dans la spiruline sont le fer, le magnésium, le calcium, le phosphore et lepotassium.
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Tableau V. Les minéraux et oligo-éléments de la spiruline.( FALQUET,1996 ).
MinérauxTeneur de la
spiruline( mg/kg )
Doses requises pouradulte ( mg/jour )
Calcium 1300 –14000 1200
Phosphore 6700 –9000 1000
Magnésium 2000 –2900 250 –350
Fer 580 –1800 18
Zinc 21 –40 15
Cuivre 8 –10 1.5 –3
Chrome 2,8 0,5 –2
Manganèse 25 –37 5
Sodium 4500 500
Potassium 6400 -15400 3500
La très haute teneur en fer est à souligner du fait que les carences en fer sonttrès répandues ( anémies ), surtout chez les femmes enceintes et les enfants.
De plus :• Les bonnes sources alimentaires en fer sont rares ( la spiruline a 4 à 7 fois
plus que les céréales complètes classées parmi les meilleures sources ) ;• Les suppléments de fer habituels sont peu assimilables ( sulfates ferreux )
et peuvent être toxiques.Calcium, phosphore et magnésium sont présents en quantités comparables à
celles retrouvées dans le lait. Les quantités relatives de ces éléments sont équilibrées ce quiexclut le risque de décalcification par excès de phosphore.
Ainsi de nombreux tests nutritionnels ont prouvé d’après FALQUET en 2000, labio disponibilité de ces micronutriments.
La culture de spiruline sert donc ici de non seulement à rendre bio disponiblepour l’homme des minéraux qui ne l’étaient pas forcement, mais aussi de ‘’garde fou ‘’ en casd’erreur de dosage d’un élément potentiellement toxique.
4. Les atouts de la spiruline.
4.1 Aspects biologiques.
Spirulina platensis, cet étrange aliment traditionnel redécouvert possède nonseulement certaines particularités des algues mais aussi celles des microorganismesprocaryotes. En effet, s’apparentant aux algues, Spirulina présente une série de membraneschlorophylliennes et de pigments accessoires lui permettant de réaliser la photosynthèsecomme tous les végétaux. Cet avantage permet à la spiruline de produire non seulement del’oxygène mais aussi de la matière organique à partir de la lumière et d’une nutritionminérale.
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Par ailleurs, Spirulina platensis est affilié aux bactéries par son génophore forméd’acides nucléiques non liés à des histones et par l’absence dans les cellules, de membranepérinucléaire, de mitochondries et de plastes.
Contrairement à d’autres microorganismes ( levure, chlorelles, scenedesmus…)proposés comme sources de protéines, la spiruline ne contient pas de parois cellulosiquesmais une enveloppe de muréine relativement fragile. Ce fait explique la très bonnedigestibilité ( 83 à 90 % ) des protéines de la spiruline crue ou simplement séchée, (FALQUET,1996 ; KOZLENKO, 1996 ). Ainsi la spiruline ne nécessite ni cuisson nitraitements spéciaux destinés à rendre ses protéines accessibles. C’est un avantageconsidérable tant du point de vue simplicité de production que pour la préservation desconstituants de hautes valeurs tels que vitamines et acides gras poly insaturés.
D’après GUERIN DUMATRAIT en 1976, la membrane périphérique, commetoutes les membranes, est formée très vraisemblablement d’une couche lipidique au moinsdouble dans laquelle sont embouties des protéines liées aux lipides. Compte tenu desdifférences de concentration saline entre les milieux de vie très riches en bicarbonate et lecytosol intracellulaire, cette membrane doit jouer le rôle habituel de barrière sélective dans laperméabilité cellulaire. C’est ce rôle qui permet à la spiruline seule à croître dans de telsmilieux à pH élevé, inhibant ainsi toutes contaminations aussi bien de bactéries que delevures, de champignons ou d’algues nuisibles.
Des vacuoles de gaz, groupées et très nombreuses à la périphérie des cellules,donnent aux spirulines leur densité plus faible que celle de leur milieu de vie. Ainsi leursituation en ‘’fleurs d’eau ‘’ qui en résulte, favorise la récolte par écumage ( GUERINDUMATRAIT, 1976 )
4.2 Valeur thérapeutique de la spiruline
Jusqu’à tout récemment, l’intérêt pour la spiruline portait surtout sur sa valeurnutritive. A l’heure actuelle, elle attire de plus en plus l’attention des scientifiques médicauxcomme source de produits pharmaceutiques. C’est ainsi que bon nombre de chercheursétudie les effets thérapeutiques possibles de ce microorganisme.
De nombreux travaux pré cliniques et quelques études cliniques indiquent ceseffets thérapeutiques qu’ils s’agissent de réduire le taux de cholestérol et de cancer,d’améliorer le système immunitaire, d’augmenter les lactobacilles intestinaux, de réduire lanéphrotoxicité provoquées par les métaux lourds et les médicaments et enfin d’assurer laprotection contre les rayons ( BELAY et al, 1993 ).
BLINKOVA et al expliquent en 2001 que l’activité biologique de la spirulines’étend non seulement à l’effet immunostimulant à travers l’accroissement de la résistanceaux infections aussi bien chez l’homme, les mammifères, les poules que chez les poissons,mais également à son influence positive sur l’hématopoïèse, la stimulation de la productiond’anticorps et de cytokines. Sous l’influence de la spiruline, les macrophages, les cellules Tet B sont activés. Les sulfolipides de la spiruline ont prouvé leurs effets sur le VIH. Despréparations obtenues à partir de la biomasse de spiruline se sont aussi montrées activessur l’herpes virus, le cytomégalovirus, l’influenza virus, etc.
Les préparations de spiruline sont considérées comme des produits fonctionnelscontribuant à la préservation de la micro flore intestinale, spécialement les lactobacilles et leBifidobacterium, et à la diminution du taux de Candida albicans responsable de candidose.
La spiruline de par sa teneur en fer et en vitamine B12, lutte efficacement contreles formes d’anémies respectivement ferriprive et pernicieuse.
Des études réalisées par KABORE en 2001 sur 59 enfants malnutris et anémiésrévélèrent l’effet positif de la spiruline sur le taux d’hémoglobine et le nombre des hématieset cela en 8 semaines de récupération.
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Cette production d’éléments sanguins est stimulée par la phycocyanine,polypeptide bleu vif de la spiruline. Des études ont montré que cette substance influait surl’hématopoïèse stimulant ainsi la prolifération et la différenciation des cellules souchessituées dans la moelle osseuse. Celles-ci servent de ‘’grands-mères’’ à la fois aux globulesblancs qui constituent le système immunitaire cellulaire et aux globules rouges qui assurentl’oxygénation de l’organisme. La spiruline et ses extraits exercent donc un effet stimulantdémontrable sur la production de nouveaux globules rouges et blancs ( KOZLENKO, 1996 ).
L’avitaminose A, fréquent dans nos pays en voie de développement, estresponsable de la xérophtalmie. Elle est caractérisée par une sécheresse de la cornée quirisque, en absence de traitement de s’ulcérer et d’entraîner la perte de l’ il ( BRIEND, 1985). D’après FOX en 1986, elle peut être prévenue par la consommation de spiruline quicontient environ 2900 mg/kg poids sec de caroténoïdes précurseurs de la vitamine A. Desétudes ont démontré la bio disponibilité et l’excellente utilisation des caroténoïdes de laspiruline chez l’humain. De plus, une étude réalisée par SESHDRI en 1993 portant sur 5000enfants indiens d’ages préscolaire ( 0 à 6 ans) a montré la surprenante efficacité d’une dosequotidienne unique d’ un gramme de spiruline sur la déficience chronique en vitamine A.Après 5 mois, la proportion d’enfants gravement déficients en vitamine A; c’est à direprésentant le symptôme de la ‘’ tache de bitot ‘’sur la conjonctive de l’ il, est passée de 80% à 10 %. Une telle étude semble bien démontrer que de très faibles doses de spirulinesuffisent déjà à réduire considérablement les risques de cécité et d’atteintes neurologiquesconsécutives à la déficience en vitamine A chez l’enfant ( FALQUET,1996 ).
Plusieurs études montrent que la spiruline ou ses extraits permettent d’empêcherou d’inhiber des cancers chez l’humain et l’animal. Il est admis que certaines formescommunes de cancer sont le résultat de l’ADN cellulaire endommagé, provoquant ainsi unecroissance cellulaire anarchique. Ainsi, selon les études in vitro de BABU en 1995, LISHENGen 1991, PANG en 1998 et MISHIMA et al en 1998, les polysaccharides uniques de laspiruline permettent d’améliorer l’activité enzymatique du noyau cellulaire et la synthèseréparatrice de l’ADN.
La spiruline est un puissant tonifiant immunitaire. Lors d’études scientifiques surdes souris, hamsters, poulets, dindes, chats et poissons, la spiruline permettait d’améliorerde façon constante la fonction du système immunitaire. Les scientifiques dans le domainemédical trouvent que la spiruline ne fait pas que stimuler le système immunitaire, maisencore elle améliore la capacité de l’organisme à produire de nouvelles cellules sanguines (HAYASHI et al, 1994, 1998; HUH-NAM, 1997 ). De même ces résultats furent confirmés pardes études qui permettent de noter la stimulation des cellules souches de la moelle osseuse,des macrophages, des lymphocytes T et des cellules tueuses naturelles NK ( BAOJIANG,1994 ).
En 1998, les études effectuées par AYEHUNIE et ses collaborateurs montrentque l’extrait à l’eau de la Spirulina platensis inhibe la réplication du VIH 1 dans des souchesde lymphocytes T d’origine humaine et dans les cellules sanguines mononucléairespériphériques chez l’humain. Ils ont découvert qu’une concentration de 5 à10 µg/mlpermettait de réduire d’environ 50 % la production virale. Le même résultat fut obtenu parLEE en 2001 sur la réplication du virus de l’herpes simple du type 1. La propriétéantimicrobienne de la spiruline est liée au fait qu’elle est une substance chélatrice demétaux.
Une telle profusion d’applications thérapeutiques laisse bien sûr planer l’imagede ‘’ potion miracle ‘’ sur la spiruline. Reste qu’un simple complément alimentaire naturel,lorsqu’il présente la richesse de ce produit, pourrait bien améliorer nombre de situationspathologiques.
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4.3 La spiruline, aliment de complément inespéré.En dehors de la valeur thérapeutique pour les disfonctionnements métaboliques,
la spiruline revêt un atout essentiel pour les maladies protéino-énergétiques, donc liées à lanutrition humaine.
La spiruline, aliment le plus riche actuellement connu en protéine, constitue uncomplément alimentaire riche de promesses dans des pays où l’alimentation traditionnelle,soit par manque de ressources soit par ignorance, ne procure pas en quantité suffisante lanourriture équilibrée nécessaire à la santé
Ce microorganisme aquatique comestible présente un excellent potentiel en tantque nouvelle production agricole pour des pays en développement tels le Burkina Faso. Parsa richesse en micro nutriments tels que fer, zinc, pro-vitamine A ou encore acides grasessentiels, la spiruline doit être considérée comme un complément alimentaire ou un ‘’améliorant nutritionnel ‘’, plutôt que comme un simple aliment. Ainsi, cette propriété decomplément plutôt que d’aliment simplifie grandement les problèmes d’acceptabilité, tout enlimitant les surfaces et le travail nécessaire à sa production ( FALQUET,2000 ).
BRIEND en 1985 démontra que chez le nourrisson jusqu'à l’age de 4 mois, lesbesoins nutritionnels étaient parfaitement couverts par le lait maternel dans la grandemajorité des cas. Mais au-delà de ces 4 mois, les besoins en énergie et en protéines sont deplus en plus élevés, imposant de ce fait une supplémentation. Ce moment correspond à lapériode de sevrage durant laquelle l’aliment de complément doit être adapté aux besoins del’enfant. Généralement, cet aliment est apporté sous forme de bouillies de céréales qui nonenrichies en protéines et en matières grasses, ont au maximum une densité énergétique de70kcal/100ml. Ces besoins sont doublés en cas de malnutrition ou de maladie ( KABORE,2001 ). Par conséquent, il est évident que la spiruline s’avère être une source idéale pour lacomplémentation de ces bouillies de céréales. L’étude réalisée en 2001 par KABORE sur larécupération de 124 enfants malnutris s’est avérée concluant avec la bouillie ‘’misola’’complémentée avec de la spiruline.
ANASUYA et VENKATARAMAN montrèrent en 1983, l’effet positif de lacomplémentation des céréales par de la spiruline. Ils obtinrent les résultats illustrés dans letableau VI, chez le rat.Tableau VI. Rapports d’efficacité protéique comparés ( ANUSUYA et VENKATARAMAN, 1983 ).
Diète Rapport d’efficacité protéique
Spiruline 1,90
Maïs 1,23
Riz 2,20
Blé 1,15
Riz + Spiruline (3:1) 2,35
Riz + Spiruline (1:1) 2,40
Blé + Spiruline (3:1) 1,42
Blé + Spiruline (1:1) 1,90
Maïs + Spiruline (3:1) 1,80
Maïs + Spiruline (1:1) 1,72
Maïs +avoine + Spiruline (3:2:5) 1,90
Maïs +riz + Spiruline (2:2:1) 1,95
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Ces résultats de rapports d’efficacité protéique ( gain de poids de l’animal / poidsde protéines ingérées ) indiquent une bonne utilisation métabolique des acides aminés desspirulines d’ où l’intérêt des complémentations.
L’équilibre azoté a été étudié sur 10 enfants hospitalisés pour malnutritionsévère. Ils ont reçu alternativement 2 à 3 grammes de protéines par kilo de poids corporel,sous forme de spiruline, de lait de vache ou de soja, pendant des périodes de quatre jours.La rétention relative de la spiruline ( 40 % ) a été aussi élevée que celle du lait de vache,indiquant une excellente utilisation des protéines ( DILLON, 1993; FALQUET, 1996 ).
Ainsi d’après FOX (1986), la malnutrition devrait disparaître du fait dusupplément en protéines et vitamines apportées par la spiruline.
5. La culture de la spiruline
La spiruline peut être obtenue en milieu naturel ou semi-naturel et en culturesynthétique contrôlée pour une production à diverses échelles ( depuis la micro-productionfamiliale jusqu’aux installations semi-industrielles ).
Les spirulines existent, quelque fois en abondance, dans de nombreuses maresnatronées soit temporaires soit permanentes. C’est par exemple la zone de récolte situéedans le Kanem à l’Est du lac Tchad ( DELPEUCH, 1976 ). La surface de ces mares varie dequelques hectares à plusieurs centaines d’hectares et la profondeur ne dépasse guère 1,50m. La température moyenne de l’eau sur une année est de 25°3 et le pH varie entre 9,5 et11. Les peuplements de Spirulina platensis les plus purs se trouvent dans les lacspermanents à forte salinité.
Les spirulines sont poussées par les vents sur les bords de la mare et s’yaccumulent en surface. Elles sont alors prélevées par des femmes à l’aide d’écuelles puistransportées dans une jarre ou dans un panier tressé jusque sur la dune voisine. Le contenuest versé dans des cuvettes plates et circulaires faites à la main dans le sable qui fait officede filtre. Les spirulines sèchent au soleil jusqu’à la formation d’une croûte de 1,5 à 2 cmd’épaisseur qui sera ensuite cassée en morceaux (CLEMENT,1975; DELPEUCH, 1976 ).
Le procédé de production industrielle de Spirulina platensis comprend plusieursétapes. La culture contrôlée et accélérée est effectuée dans un bassin avec un milieusynthétique. Les techniques de récolte illustrées par la figure 3 sont les suivante:concentration, filtration, lavage et séchage.
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Figure 3: Diagramme des flux pour la culture et la production de spiruline( FOX, 1976 )
La culture de la spiruline nécessite un milieu alcalin. En plus des sels minérauxnécessaires à la croissance des algues, le milieu de culture contient de grandes quantités decarbonate et de bicarbonate de sodium. Avec un pH compris entre 8,5 et 11 et unetempérature de 32 º C, on obtient une croissance optimale. A ces pH le CO2 nécessaire à laphotosynthèse se trouve principalement dans le milieu sous forme d’ions carbonate etbicarbonate. Le procédé d’assimilation du carbone est le suivant :
2 CO 3H¯ CO 2 + CO 3¯ ¯ + H 2O
Photosynthèse
BASSIN DE CULTURE
MILIEU NUTRITIFUSE
EAU
LUMIERE
CO2 OUAUTRE
AZOTE FIXE &SELS MINERAUX
25° - 40° C&
AGITATIINOCULU
FILTRATION
CONCENTRED’ALGUES
SECHAGE SOLAIRE
ALGUES EN POUDRE
RECUPERATIONDE SEL
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L’alcalinité du milieu de culture de spiruline est un élément très favorable pour obteniraisément la nutrition carbonée d’une culture à grande échelle. Il suffit d’après CLEMENT en1975 de mettre initialement une réserve convenable d’ions bicarbonate dans le milieu deculture et ensuite de maintenir un apport de CO2 pour que cette réserve et le pH soientconstants.
Les bassins de grande surface pour la culture contrôlée des spirulines doivent êtreconstruits d’une manière économique et être munis d’une agitation suffisante pour quel’utilisation de la lumière et des sels minéraux soit optimale.
Les spirulines récoltées doivent être concentrées avant d’être filtrées et lavées.L’opération de concentration consiste à envoyer la suspension de spiruline s sur un filtre planincliné et de recueillir une suspension très concentrée à la base. La filtration proprement diteest ensuite effectuée soit avec un filtre conventionnel ou avec un filtre horizontal muni d’unvide partiel. Les spirulines sont lavées sur le filtre afin d’éliminer les sels minéraux du milieude culture. Le séchage est effectué de manière classique par des rouleaux chauffants, paratomisation ou tout simplement par un séchage solaire.
Dans des conditions favorables, la production moyenne d’une culture en milieusynthétique sur une année complète est d’environ 12 grammes / m2 / jours d’algues sèches,c’est à dire environ 40 tonnes / ha / an d’algues sèches ou encore 28 tonnes / ha / an deprotéines, à raison de 70 % de protéines / spirulines sèches.
6. Importance de la spiruline pour le Burkina Faso
Le Burkina Faso est un pays enclavé avec une population de onze millions d’habitants,et un taux de croissance démographique annuel de 2,4 %. Il compte parmi les pays les pluspauvres du monde. L’indice de développement humain durable estimé à 0,304 en 1997, sesituait en dessous de la moyenne des pays d’Afrique au sud du Sahara.
L’économie du pays est essentiellement basée sur l’agriculture. La production agricoleest très conditionnée par la pluviométrie avec une courte saison de pluies allant de juin àseptembre et une longue période de soudure.
Les céréales constituent l’aliment de base ainsi qu’en témoigne la place qu’elles ontdans l’apport énergétique et protéique du régime alimentaire. Le groupe des légumineuses (noix et oléagineux ) est le second par ordre d’importance ( 13% de l’apport énergétique et22% de l’apport protéique ). Les protéines du régime alimentaire ne proviennent qu’à raisond’un peu plus de 10% des produits animaux.
De plus, les résultats de diverses enquêtes menées dans le pays montrent que lamalnutrition dans toutes ses formes ( chronique et aiguë ) et à tous les stades de gravité estomniprésente au Burkina Faso avec cependant une fréquence et une gravitéparticulièrement au sein de la tranche d’age préscolaire. 30,9 % accusent un retard decroissance, 17,7 % sont émaciés et 36,3 % présentent une insuffisance pondérale ( PNAN,1999 ).
Cette situation précaire est accentuée par la pandémie du VIH / SIDA qui sévit parmiles adultes et les jeunes. Au Burkina Faso, une séro prévalence de 40,5 % a été reconnueparmi les enfants malnutris des centres d’éducation et de réhabilitation nutritionnelle de laville de Ouagadougou ( SOME, 1999 ).
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C’est au vue de ce tableau peu reluisant que s’inscrit l’importance de la production et del’utilisation de la micro algue spiruline dans l’alimentation infantile et dans les régimes derécupération nutritionnelle au Burkina Faso.
De plus, plusieurs aspects de la production de la spiruline sont particulièrement bienadaptés aux réalités agricoles des pays chauds, voire désertiques tel le Burkina Faso. Enchoisissant un microorganisme photosynthétique se développant dans un milieu aquatique,on évite les problèmes de qualité des sols, aussi bien que les problèmes de parasites ou demaladies des plantes. Du fait de son excellente productivité et des faibles quantités despirulines nécessaires par personne, les surfaces utilisées pour la production peuvent êtreégalement très réduites. Enfin, bien des climats permettent une production de spirulinecontinue, tout le long de l’année.
Tous ces facteurs vont dans le sens d’une valorisation des petites surfaces, des solsdégradés ou infertiles. La faible consommation d’eau ainsi que la possibilité de faire appel àdes eaux saumâtres ( salines ou natronées ) inutiles à l’agriculture classique, augmenteencore l’intérêt de la production de spiruline dans les régions arides.
Dans le cas des installations artisanales à petites et moyennes échelles; de 50 à 3000grammes de spirulines sèches produites chaque jour, tous les matériaux et la plupart deséquipements nécessaires sont généralement disponibles localement. Les intrants sontessentiellement des engrais agricoles classiques, de l’eau et facultativement de l’électricité (FALQUET, 2000 ).
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Chapitre ΙΙΙ :MMaattéérriieell eett mméétthhooddeess
34
1 MÉTHODOLOGIE GÉNÉRALE DU TRAVAIL.
Le développement de la culture de la spiruline ainsi que sa valorisation ont été effectuésuivant sept étapes :
• Première étape :Elle a consisté à une description des bassins de culture et la méthodologie pour le
démarrage de la culture de spiruline.
• Deuxième étape :C’est l étape de la conduite proprement dite de la culture ainsi que de son entretien.
• Troisième étape :Il s’agit de l’étude de quelques paramètres liés à la production et à la croissance de la
spiruline.• Quatrième étape :
C’est l’étude physico-chimique de la spiruline produite; afin de déterminer la valeur nutritive
de celle-ci et l’étude comparative de sa stabilité en fonction du temps.
• Cinquième étape :Il s’agit ici d’une brève étude micro biologique; afin de s’assurer de l’innocuité du produit.
• Sixième étape :Cette étape a permis d’avoir une idée de la rentabilité de la production de la spiruline.
• Septième étape :Cette dernière étape a consisté à énumérer les pistes possibles de valorisation de la
spiruline au Burkina Faso.
2 LES BASSINS DE CULTURE.
2.1 Description des bassins.
L’unité de production du Centre Médical Saint Camille de Ouagadougou dispose de quatrebassins de culture (B1 à B4) d’une dizaine de mètres carrés; précisément 10,73 m2 de surfacepour chaque bassin.
Les bassins rectangulaires 5,5 m * 1,95 m, à angles arrondis, sont construits entièrementen ‘’dur’’ c’est-à-dire en briques cimentées et ont une profondeur de 0,45m, comme l’illustre lafigure 4.
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Figure 4: Schéma d’un bassin de culture.
Chaque bassin est équipé de deux roues à aubes réalisées en plâtre et comportantchacune une dizaine de palettes de brassage. La roue à aubes est disposée sur la largeur dubassin comme le montre la figure 5.
Figure 5: Schéma d’une roue à aube
190cm
Palette de brassage
Roulement
Bassin
Manivelle
550cm
195cm
45cm
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Les quatre bassins de culture sont disposés sous un hangar de protection pris commeserre, d’une superficie de 96 m2 . La figure 6 donne le plan du lieu de production.Le hangar, construit à mi-hauteur, possède des bouches d’aérations, le tout étant garni depanneaux moustiquaires (grillages fins ). Le hauteur restante est composée uniquement depanneaux moustiquaires. Le toit du hangar est fait de tôles translucides en polyester-fibre de verre.
Figure 6: Plan de l’unité de production du CMSC
52cm
580cm 720 cm
52cm
30 225 95 225 150 225 95 225 30 ( centimètres )
1336cm
Serre de culture
Bassins de culture
Robinet d’eau potable
Magasin de stockage
Portes
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2.2 Préparation du milieu de culture.
La hauteur du milieu de culture dans le bassin est en moyenne de 20cm.Il s’agit d’une solution de sels minéraux dans de l’eau. Nous disposons donc de l’eau
potable provenant d’un forage, dans laquelle sont ajoutés des intrants qui assurent un pHconvenable basique mais inférieur à 11 et alimentent la spiruline.
La préparation du milieu de culture est réalisée selon la formule utilisée par JOURDAN (1993 ). Les intrants utilisés et leur quantité en gramme pour un litre d’eau sont donnés par letableau VII.
Tableau VII. Composition d un milieu neuf de culture de la spiruline.
INTRANTSConcentration
( g / l )
Bicarbonate de sodium NaHCO3 8
Sel marin ( non purifié ) NaCl 5
Nitrate de potassium KNO3 2
Sulfate de magnésium MgSO4, 7 H2O 0,16
Phosphate
monoammonique
NH4PO4, 12
H2O0,08
Urée CO(NH2)2 0,015
Sulfate de fer FeSO4, 7H2O 0,005
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2.3 Ensemencement du bassin.
Le démarrage de la culture a été suivi dans le bassin B4 après que celui-ci ait été purgé.L’ensemencement a donc été réalisé à partir d’un bassin voisin ayant un Secchi inférieur
à 3.La procédure suivie est la suivante :
• La purge du bassin, qui consiste à le vidanger entièrement après avoir sauvegarderla couche flottante de spiruline et à le nettoyer proprement au moyen d’un tuyau d’arrosage.
• A l’aide d’un récipient, on remplit à une hauteur de 10 cm environ le bassin avec dumilieu de culture provenant du bassin voisin et contenant des spirulines à une concentration enSecchi inférieure ou égale à 3.
• Du milieu de culture neuf préparé selon la formule du tableau VII pour un volumetotal de 1000 litres correspondant aux 10 cm de hauteur d’eau restante.
• Les intrants, une fois solubilisés entièrement dans 20 à 50 litres d’eau, sont rajoutésen même temps que l’eau restante dans le bassin en homogénéisant avec un balai.
On obtient ainsi un bassin de 20 cm de hauteur d’eau et ayant une concentration enSecchi d’environ 5 à 6. L’opération se déroule le soir afin de permettre à la spiruline des’adapter tranquillement à son nouveau milieu toute la nuit.
3 CONDUITE ET ENTRETIEN DE LA CULTURE.
3.1 Matériel utilisé.
Pour la conduite et l’entretien de la culture de spiruline, le matériel utilisé se composecomme suit :
Un disque de Secchi pour la mesure de la concentration;Une règle graduée de 30 cm pour la vérification du niveau d’eau;Un pH mètre de type Digital-pH-meter Knick;Une balance;Une toile de filtration en polyester de 30 microns de mailles;Un tamis métallique de 0,2 mm de mailles;Un pistolet manuel à extruder de capacité 500 ml, modèle SIKA;Des récipients en plastique pour la récolte de la spiruline;Une pelle en plastique;Des claies en grilles de plastique de 5 mm de mailles pour le séchage;Un broyeur type moulinex;Des sachets plastiques pour le conditionnement.
3.2 Procédure employée.
La récolte et l’entretien du bassin de spiruline commence dès 6 heures du matin car c’estle moment où presque la totalité de la spiruline surnage.La veille de la récolte, on a vérifié que le Secchi obtenu sur le dit bassin est égal ou inférieur à3.La récolte consiste à filtrer une partie de la culture ( surtout la couche flottante ) sur la toile defiltration, en recyclant le filtrat dans le bassin. La culture est envoyée sur la toile à travers letamis de 0,2 mm de mailles, destiné à intercepter les corps étrangers tels insectes, larves,feuilles, boues ou grumeaux de spirulines.
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Des mouvements imprimés avec la pelle en plastique à la biomasse et à la toile pourdécolmater cette dernière, permettent d’accentuer la vitesse de filtration.La biomasse est ensuite essorée par pressage manuel après transfert sur une autre toile puiselle est pesée et le poids est noté dans un cahier.La biomasse de spiruline est alors étalée en ‘’spaghetti’’ à l’aide du pistolet extrudeur à siliconeSIKA sur les grilles de séchage pour un séchage solaire indirect sous la serre à un températuremoyenne de 35 à 40°C.La spiruline sèche est récupérée dans l’après midi par simple grattage elle est alors pesée,réduite en poudre puis conditionnée dans des sachets plastiques
L’entretien du bassin se poursuit par l’agitation de ce dernier suivi de la mesure desparamètres de croissance tels que la concentration, le pH, le niveau d’eau dans le bassin et sinécessaire, ce niveau d’eau est rajusté. Des intrants sont apportés au bassin après qu’ unkilogramme de spirulines sèches ait été récolté par bassin. Ainsi pour le renouvellement dumilieu de culture, les intrants sont fournis selon le tableau VIII.
Tableau VIII. Intrants pour le renouvellement du milieu de culture de la spiruline.
Intrants Quantité en gramme
Urée 350
Phosphate d’ammonium 50
Sulfate de magnésium 40
Sulfate dipotassique 30
Sulfate de fer 4
Enfin l’entretien se termine par le nettoyage des alentours du bassin.
4 ETUDE DE QUELQUES PARAMÈTRES DE PRODUCTION ET DE CROISSANCE.
Il s’agit pour nous de suivre l’évolution des paramètre qui permettent d’apprécier unebonne croissance de la spiruline.
4.1 Mesure de la concentration en spiruline.
La détermination de la concentration en spiruline a été faite grâce au disque de Secchi (instrument constitué d’une règle graduée de 30 cm de long, portant à son extrémité inférieur undisque blanc ). Cette règle permet une mesure approximative, assez subjective de laconcentration.
Avant de mesurer la concentration, le milieu a été agité puis laissé quelques minutespour décanter les boues. Le disque Secchi a été ensuite introduit verticalement dans le milieude culture puis la profondeur a été notée en centimètre juste où il devient impossible dedistinguer le disque blanc.
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La mesure de la concentration en spiruline a deux objectifs :• Elle permet de savoir le moment idéal pour la récolte de la spiruline ;• Elle permet aussi d’avoir une idée sur la vitesse de croissance de la spiruline dans
un bassin, cette vitesse pourra s’exprimer en cm par jour par mètre carré de bassin ou engrammes par jour par mètre carré de bassin.
4.2 Mesure du pH du milieu de culture.
Le pH du milieu de culture a été mesuré directement à l’aide d’un pH-mètre de typedigital pH-meter Knick.
Du milieu de culture a été prélevé dans un Becher. Le pH est lu après un étalonnagepréalable avec une solution de référence pH 7.
La mesure du pH du milieu permet de suivre l’évolution de la culture de la spiruline etainsi on règle éventuellement la marche de la culture tout près du pH maximum autorisé qui estde 11,2 d’après JOURDAN en 1999.
4.3 Mesure du niveau d eau dans le bassin de culture.
Le niveau du milieu de culture dans le bassin a été mesuré à l’aide une règle graduée de30 cm.
Cette mesure nous a permis d’une part, d’apprécier la vitesse d’évaporation de l’eau dubassin, d’autre part, de savoir la quantité d’eau à ajouter au milieu.
4.4 test de filtrabilité.
Ce test permet de caractériser la vitesse de filtration d’une culture de spiruline.La méthode utilisée est celle décrite par JOURDAN (1999).
Mode opératoire400 ml de culture ( Secchi <3 ) ont été versés en 5 secondes dans un filtre à café garni
d’un papier filtre Whatman. Le volume filtré est noté en un minute.
4.5 Mesure de l aptitude au lavage de la biomasse.
Ce test décrit par JOURDAN (1999 ) permet de caractériser une biomasse de type‘’lavable’’.
Le test a été réalisé avec la biomasse filtrée lors du test de filtrabilité.
Mode opératoireOn rajoute 400ml d’eau distillée sur la biomasse précédente, puis on note le volume filtré
en une minute ,suivi d’un examen microscopique de la biomasse lavée.
5 Analyses physico-chimiques de la spiruline.
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Ces analyses ont porté sur 6 échantillons de spirulines. Ces échantillons se répartissenten 1 échantillon de spirulines fraîches et 4 échantillons de spirulines sèches correspondant àquatre périodes différentes. Les spirulines sèches permettent de voir l’impacte du temps destockage sur les paramètres physico-chimiques du produit.
Le tableau IX donne la synthèse des analyses physico-chimiques effectuées sur les 6échantillons de spirulines.
Tableau IX. Synthèse des analyses physico-chimiques effectuées.
EchAnalyses SF0 SS0 SS1 SS2 SS3 SS4
pH + + + + + +
Acidité grasse + + + + + +
Phycocyanine + + + + + +
Humidité - + + + + +
Cendres - + + + + +
Matières grasses + + + + + +
Protéines totales + + + + + +
Indice de formol + + + + + +
Sucres totaux + + + + + +
Sucres réducteurs + + + + + +
Fibres brutes + + - - - -
( + ) : effectuées( - ) : Non effectuéesSF0 : spiruline fraîcheSS0 : spiruline sèche récoltée au temps t=oSS1 : spiruline sèche récoltée un mois de celaSS2 : spiruline sèche récoltée 2 mois de celaSS3 : spiruline sèche récoltée 3 mois de celaSS4 : spiruline sèche récoltée 10 mois de cela
5.1 Détermination du potentiel d hydrogène (pH) de la spiruline.
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Le pH des échantillons de spiruline a été mesuré avec un pH mètre de type Multical pH526 sur une suspension à 4% de spiruline fraîche ou sèche dans l’eau distillée.
Mode opératoire4 grammes de spiruline ont été mis en suspension dans 100 ml d’eau distillée. Le pH a
été lu après homogénéisation de la solution et un étalonnage préalable de l’appareil.
5.2 Dosage de l acidité grasse.
L’acidité a été titré par alcalimétrie. Cette méthode fait l’objet d’une norme AFNORadaptée aux oléagineux ( NF V-03-906 ).
Les acides gras libres provenant de l’hydrolyse des triglycérides sont des composéspolaires par leur fonction carboxylique. Ils sont alors solubles dans des solvants polaires telsque les alcools. L’extraction à l’alcool puis le titrage par une base telle que la soude permettentde mesurer l’acidité des produits.
Mode opératoire0,5 grammes de spiruline ont été prélevé et mis dans un tubes à centrifuger où 30 ml (
V1 ) d’éthanol chaud ont été ajouté. Les tubes refermés sont agités pendant 1 heure puiscentrifugés à 3500 trs/min pendant 5 minutes. 20 ml de surnageant ( V2 ) sont prélevés et 6gouttes de phénol phtaléine sont ajoutées. Le mélange est titré à la soude 0,1N jusqu'àl’obtention d’une coloration violacée persistante. Un blanc a aussi été préparé.
Expression des résultats
VE–V0 V1Acidité = * PM * —— * 0,5 (en mg de soude / g de spiruline)
PE V2
PE : Prise d’essai (0,5 g)V0 : Volume de soude utilisé pour titrer le blanc (ml)VE : Volume de soude utilisé pour titrer la prise d’essai (ml)PM : Poids moléculaire de la soude (40 g/mol)N : Titre de la soude (0,1N)V1/V2 : Facteur de correction
5.3 Dosage de la phycocyanine.
La phycocyanine a été mesurée par la méthode colorimétrique ou spectrophotométrique.
Mode opératoire20 millilitres d’une solution décantée de suspension de spiruline à 4 % dans l’eau ont été
prélevés puis centrifugés à 3500 trs/min pendant 5 minutes. 1 ml de surnageant a été prélevé etdilué 100 fois (D).
43
La densité optique a été lue à 615 nm puis à 652 nm.
Expression des résultats
1,873*( DO615 – 0,474DO652 )*D% de phycocyanine = —————————————————
C
C : Concentration en spiruline (0,04 g/ml)
D : Facteur de dilution
5.4 Détermination du taux d humidité.
Le taux d’humidité est déterminé par dessiccation à l’étuve à 103 °c selon la méthodeofficielle AOCS (American Oil Chemist’s Society ) en 1990.
Mode opératoire2 grammes de l’échantillon ont été introduits dans un creuset en aluminium préalablement
pesé. L’ensemble a été placé à l’étuve à 103 °c jusqu'à l’obtention d’un poids constant.La teneur en eau a été déterminée par la formule suivante :
PE–( PF–PO ) Taux d’humidité(%) = –––––––––––––– *100 PE
PE : Prise d’essai (2g)PO : Poids du creuset à videPF : Poids du creuset contenant l’échantillon sec
5.5 Détermination du taux de cendres.
La teneur en cendres (minéraux) a été estimée par incinération au four à 550 °c de façon àobtenir la totalité des cations sous forme de carbonate et autres sels minéraux anhydres ( AOCS,1990 ).
Mode opératoire2 grammes de l’échantillon ont été introduits dans un creuset en porcelaine préalablement
taré. L’ensemble est placé dans un four à mufle à 550 °c pendant 3 heures. Après refroidissementau dessiccateur pendant 30 minutes, on pèse à nouveau (PF).
La teneur en cendres est donnée par la formule suivante :
PF–PO Taux de cendres (%) = ––––––––– *100
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PE
PE : Prise d’essai (2g)PO : Poids du creuset à videPF : Poids total en fin d’incinération
5.6 Détermination du taux de matières grasses.
La détermination des matières grasses a été faite selon la méthode d’extraction au soxhleten utilisant l’hexane comme solvant à reflux ( AOCS, 1990 ).
Mode opératoire2,5 grammes d’échantillon ont été introduits dans une cartouche d’extraction. La cartouche
est bouchée avec du coton et placée dans le soxhlet. 300 millilitres d’hexane sont introduits dansun ballon d’ébullition contenant des pierres ponces et préalablement pesé. Le soxhlet est monté etle ballon chauffé à ébullition du solvant. Un système de réfrigération permet de condenser lesvapeurs du solvant destinées à entraîner les lipides. Les matières grasses sont extraites pendant 4heures et recueillies dans le solvant qui est ensuite évaporé au Rotavapor puis à l’étuve.
Le ballon contenant la matière grasse est refroidi 30 minutes au dessiccateur et pesé.
Expression des résultats
PF–PO Taux de matières grasses (%) = –––––––––– *100 PE
PE : Prise d’essai (2,5)PO : Poids du ballon videPF : Poids du ballon contenant les matière grasses
5.7 Détermination du taux de protéines totales.
Les protéines totales ont été dosées par la méthode de KJEDAHL (AOCS, 1990). L’actionoxydante de l’acide sulfurique concentré bouillant transforme l’azote organique en azote minéralsous forme de sulfate d’ammonium (NH4)2SO4. Après déplacement par la soude , l’ammoniac estdistillé et recueilli dans une solution d’acide borique qui le piège. Cette solution colorée est ensuitetitrée par acidimétrie.
Mode opératoire0,2 grammes d’échantillon ont été introduits dans un matras ainsi qu’un comprimé de
digestion (Kjeltabs ck : 3,5g de sulfate de potassium K2SO4 et 0,4g de sulfate de cuivreCuSO4,5H2O) et 10 millilitres d’acide sulfurique H2SO4 concentré (36N). Le mélange a été soumisà une minéralisation pendant 4 heures à 550 °c puis le volume du minéralisât complété aprèsrefroidissement à 50 ml avec de l’eau distillée. Une solution de soude 10N a été ajouté au
45
minéralisât en présence de phénolphtaléïne jusqu’à l’obtention d’une coloration rose. Cettesolution a été distillée et le distillat a été piégé dans 20 ml d’acide borique contenu dans unerlenmeyer de 250 ml. La distillation a été arrêtée lorsque le volume final atteint 150 ml. Le distillatfut alors titré par l’ acide sulfurique 0,1N. La fin de la réaction est marquée par le virage de couleurde l’indicateur coloré (bleu →jaune).
Un blanc a été réalisé selon la même procédure mais sans l’échantillon.
Expression des résultats
VE–VB Taux de protéines totales (%) = –––––– * N*0,014*6,25*100 PE
PE : Prise d’essai (0,2g)VE : Volume d’acide sulfurique nécessaire pour titrer l’échantillonVB : Volume d’acide sulfurique nécessaire pour titrer le blancN : Titre de l’acide sulfurique (0,1N)6,25 : Facteur de conversion
5.8 Détermination de l indice de formol.
L’indice de formol ( formol number ) a permis d’évaluer le taux d’acides aminés libres dansnotre échantillon.
La neutralisation d’un échantillon jusqu’à pH 8,5 par une solution d’hydroxyde de sodium etl’addition de formaldéhyde à pH 8,5, libère un ion H+ par groupement NH2 libre. Un titragepotentiométrique a permis le dosage des ions H+ libres à l’aide d’une solution d’hydroxyde desodium 0,1N.
Mode opératoireUn mélange ‘’A’’ a été préparé à partir de 10 grammes d’échantillon et 20 ml d’eau distillée
puis 0,4 ml d’acide chlorhydrique 8N ont été ajoutés à ce mélange avant homogénéisation ; Unmélange ‘’B’’ a été préparé avec 2 g du mélange ‘’A’’ et 10 ml d’eau distillée. Le pH du mélange‘’B’’ fut ajusté à 8,5 avec une solution de soude 0,1N puis 5 ml de formaldéhyde à 37% sontajoutés. Ce mélange est agité et le pH ajusté de nouveau à 8,5. Le volume de soude a été noté(V).
Une fraction du mélange ‘’A’’ a été prélevée puis séchée à l’étuve pendant 12 heures. Letaux d’azote (N) a été déterminé par la méthode de KJELDAHL sur 0,2 g d’homogénat ‘’A’’ séché.
Expression des résultats
V*100 Indice de formol = –––––––– ( ml de soude à 0,1N pour 100g de M*N*6,25 protéines )
V : Volume de soude 0,1N nécessaire pour ramener le pH à 8,5 (ml)M : Quantité de mélange ‘’A’’ requise pour préparer le mélange ‘’B’’ (2g)N : Pourcentage d’azote
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5.9 Détermination du taux de sucres totaux.
Le taux de glucide a été déterminé par la méthode de dosage non enzymatique à l’orcinolsulfurique ( MONTREUIL et al., 1991 ).
Les polymères glucidiques chauffés en milieu acide concentré subissent une hydrolyse quiconduit à la libération d’oses libres. Ces oses se condensent en présence d’orcinol ( 3,5 dihydroxy-toluène ) et donnent un composé brun orangé qui a un maximum d’absorption à 510 nm.
Mode opératoire4 grammes d’échantillon ont été mis en solution dans 100 millilitres d’eau distillé (V). Après
homogénéisation et dilution appropriée, 1 ml d’homogénat a été prélevé pour dosage dans un tubeà essai contenant 2 ml d’orcinol 1,5% et 7 ml d’acide sulfurique 60%. Un double a été fait. Lestubes ont été portés au bain marie bouillant pendant 20 minutes. Les tubes ont été ensuite refroidiset placés à l’obscurité pendant 45 minutes. L’absorbance a été lu contre témoin aprèshomogénéisation.
La concentration (C) de sucre est déterminée grâce à une courbe étalon. Celle -ci a étéobtenue en établissant une gamme de concentration selon le tableau X à partir d’une solution deD-glucose à 0,5 g/l.
Tableau X. Gamme de concentration donnant la courbe étalon pour le dosage des sucrestotaux.
N ° de tube Témoin 1 2 3 4 5 6 7 8 9
-glucose (ml) 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8 0,9 1
Eau distillée (ml) 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,2 0,1 0
Orcinol 1,5% (ml) 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
H2SO4 60% (ml) 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7
La courbe étalon est présentée en annexe.
Expression des résultats
C * FD * V Taux de sucres totaux (%) = ––––––––––––– *100 PE
PE : Prise d’essai (4g)C : Concentration en g/l déterminée sur la courbe étalonFD : Facteur de dilutionV : Volume exprimé en litre (100*10-3)
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5.10 Détermination du taux de sucres réducteurs.
La méthode au DNS (3,5 dinitrosalicylate) a été utiliséeEn milieu fortement basique, les sucres réducteurs réduisent le 3,5-dinitrosalicylate de
sodium en un composé chromogène qui développe une absorption maximale à 546 nm.
Mode opératoire1 gramme de l’échantillon a été mis en solution dans 25 millilitres d’eau distillée chaude (60
°c). L’homogénat a été recueilli dans un tube à centrifuger et après agitation vigoureuse, le tubeest centrifugé à 3500 trs/min. Le surnageant est recueilli et complété à 50 ml. 0,2 ml d’extrait ontété prélevés et mis dans un tube à essai où 0,5 ml d’eau distillée et 2 ml de réactif au DNS ont étéajouté. Le tube est porté au bain marie bouillant pendant 15 minutes. Après refroidissement ethomogénéisation, la densité optique a été lue contre témoin à 546 nm.
La concentration de sucre a été déterminée grâce à une courbe étalon obtenue à partird’une gamme de concentration. La gamme de concentration a été préparée avec une solution deD-glucose à 0,5 g/l selon le tableau XI.
Tableau XI. Gamme de concentration donnant la courbe étalon pour le dosage des sucresréducteurs.
N ° de tube Témoin 1 2 3 4 5 6 7
-glucose (ml) 0 0,1 0,2 0,4 0,5 0,6 0,8 1
Eau distillée (ml) 1 0,9 0,8 0,6 0,5 0,4 0,2 0
Réactif DNS (ml) 2 2 2 2 2 2 2 2
La courbe étalon est présentée en annexe.
Expression des résultats C * FD * V Taux de sucres réducteurs (%) = ––––––––––––– *100 PE
PE : Prise d’essai (1g)C : Concentration en g/l déterminée sur la courbe étalonFD : Facteur de dilution (30)V : Volume exprimé en litre du surnageant (50*10-3)
5.11 Détermination du taux de fibres brutes.
La teneur en fibres a été déterminée par la méthode de l’insoluble formique.L’insoluble formique désigne le taux de cellulose et de lignigne dont l’estimation est basée
sur leur insolubilité dans l’acide formique à 80% (DEYIMIE et al., 1981).
Mode opératoire2,5 grammes d’échantillon ont été mis dans une fiole contenant 100 millilitres d’acide
formique 80% (v/v). La fiole a été ensuite placée au bain marie bouillant pendant 75 minutes.
48
Après refroidissement sous un courant d’eau, le produit de la digestion a été filtré sur un Büchneret la phase insoluble e été récupérée dans un creuset en porcelaine préalablement pesé. Après 3heures à l’étuve 103 °c, le creuset a été refroidi 30 minutes au dessiccateur puis pesé (PS).L’incinération dans un four à mufle (550 °c) pendant 3 heures, permis de déterminer la masse decendre (PF).
Expression des résultats
PS–PF Taux de fibres brutes (%) = —————— *100 PE
PE : Prise d’essai (2,5g)PS : Poids du creuset après séchage à l’étuvePF : Poids du creuset après incinération
5.12 Calcul de la valeur énergétique de la spiruline.
La valeur énergétique théorique de notre échantillon a été calculée à partir des valeursanalytiques pour les protéines totales, les matières grasses et les hydrates de carbone.
En utilisant les valeurs d’énergie physiologique moyenne, la valeur énergétique théorique dela spiruline a été déterminée selon la formule :
E (kJ) = 17(kJ/g) * % protéines totales + 38(kJ/g) * % matières grasses + 17(kJ/g) * %glucides totaux
6 Analyses micro biologiques de la spiruline.
6.1 Examen microscopique direct de la spiruline.
L’examen direct au microscope à l’objectif *10 puis à *40 a été effectué sur une échantillonde culture de spiruline. Il nous permis de nous rendre compte de la morphologie des spirulines etde l’état de contamination de la culture par d’organismes.
6.2 Numération de la microflore des spirulines.
Elle a consisté à dénombrer la flore mésophile aérobie totale, la flore de levures etmoisissures, la flore des streptocoques fécaux ainsi que la flore des coliformes totaux deséchantillons de spirulines. Elle permet d’en apprécier la qualité hygiénique. Ces analyses utilisentla méthode de comptage des colonies sur boîte de Pétri.
Mode opératoireDes dilutions en cascade ont été réalisées. A 10 grammes de spiruline, 90g de diluant
stérile sont ajoutés. Ce mélange constitue la dilution 10-1. après homogénéisation, les dilutions
49
successives sont obtenues en prélevant 1 ml de la dilution précédente qu’on ajoute à 9 ml dediluant stérile.• Flore mésophile aérobie totale : le milieu Plate Count Agar (PCA) a été utilisé. 1mld’une dilution est prélevé et ensemencé dans la gélose en surfusion. Les incubations sont faites à30 ºc et les lectures après 24 et 48 heures.• Levures et moisissures : le milieu Sabouraud a été utilisé. 1ml d’inoculum estensemencé dans la gélose en surfusion. Les boîtes sont incubées à 30 ºc et les lectures après 3 à4 jours.• Streptocoques fécaux : le milieu Litsky a été utilisé. 0,1 ml d’inoculum sontensemencés et l’incubation est faite à 37 ºc. La lecture est faite après 24 et 48 heures.• Coliformes totaux : le milieu Désoxycholate lactose Agar (1%) a été utilisé. 1ml d’unedilution est prélevé et ensemencé dans la gélose en surfusion. Les incubations sont faites à 30 ºcet les lectures après 24 et 48 heures.
Expression des résultatsLe nombre total de germes a été déterminé selon la relation suivante (AFNOR, 1996).
∑ C N = —————————— ( n1 + 0,1n2 )*d
N : Nombre total de germes exprimé en unité formant des colonies.∑ C : Somme de colonies des boîtes des deux dilutions retenues.n1 : Nombre de boîtes de la plus faible dilution.n2 : Nombre de boîtes de la seconde dilution.d : Facteur de dilution correspondant à la plus faible dilution.
7 Détermination du rendement de production.
7.1 Productivité.
La productivité a été déterminée en prenant comme hypothèse que la récolte de spirulinedébute uniquement avec un bassin ayant un Secchi de l’ordre de 2 et que l’on récolte jusqu’à ceque le Secchi passe à 4.
On a déterminé la productivité théorique sachant qu’un Secchi de 2 correspond à uneconcentration en spirulines sèches de 0,9 g/l et un Secchi de 4 à environ 0,626 g/l. ( FOX, 1976 )
La productivité effective a été déterminée en période d’harmattan en fonction de la quantitéde matière sèche de spiruline récoltée sur une période déterminée.
7.2 Coût d investissement.
La détermination de ce coût permet d’avoir une idée précise du coût de l’implantation d’uneunité de production du même type que celui du CMCS de Ouagadougou dans d’autres sitesprincipalement en milieu rural.
Le coût d’acquisition du terrain étant exclut, on a estimé le coût des bassins de culture, dumatériel de travail, des matières premières et des charges d’amortissement.
Les détails sont donnés en annexe.
7.3 Rentabilité.
50
Il s’agit pour nous d’estimer le prix de revient de la spiruline produite qui est fonction descharges de production.
8 Etude de quelques pistes de valorisation .
8.1 Coût de la récupération nutritionnelle d enfants malnutris.
La récupération des enfants malnutris au niveau du CREN du Centre Médical Saint Camillese fait dans une durée moyenne de 28 à 35 jours suivant les cas à raison de 10 grammes despirulines sèches par jours.
Nous avons comparés le coût de la récupération nutritionnelle d’un enfant avec de laspiruline produite en culture semi-artisanale, par rapport à un traitement avec des gélules despiruline vendues en pharmacie.
8.2 La spiruline en tant qu aliment de complément.
Cette étude vise à l’introduction de la spiruline dans divers aliments couramment consommés àOuagadougou en vue de pallier à certaines insuffisances en éléments vitaux pour la santé desconsommateurs.
Cette étude a été faite au travers de l’analyse de diagrammes de préparation de quelquesaliments pouvant être complémenté par la spiruline.
Ce chapitre présente les résultats du suivie de la production semi-artisanale de laspiruline, ainsi que l’importance de certains paramètres culturaux puis l’analysenutritionnelle et économique de la spiruline et enfin la recherche de quelques pistes devalorisation.
1. Diagramme de production de la spiruline.
Le résultat de la description de la conduite de la production semi-artisanale de la spiruline estdonné par la figure 7.
Ce diagramme qui présente les différentes étapes de la production de spiruline au CentreMédical Saint Camille, peut être tout à fait reproductible à toute unité de production semi-industrielle ou même familiale de spiruline. Il présente toutefois quelques points dedifférences si on compare les étapes à celles proposées par Fox en 1976 dans sondiagramme des flux ( Figure 3 ) ou même à celles proposées par CLEMENT en 1975. Ladifférence primordiale réside dans le fait que ces auteurs préconisent une étape de lavagede la biomasse avant le pressage manuel. Ce lavage de la biomasse permettraitcertainement de débarrasser la biomasse de spiruline de son milieu de culture et même deréduire le taux de cendre. Mais on court le risque de perdre une partie de la production. Eneffet d’après JOURDAN (1999), si certaines spirulines supportent le lavage à l’eau douce,d’autres se décolorent ou éclatent à son contact et ne peuvent être lavées qu’à l’eau saléeou avec une eau de même force ionique que celle du bassin récolté. Les spirulines misesen contact avec un milieu de salinité différente de leur milieu d’origine réagissent quasiinstantanément en absorbant ou en perdant de l’eau pour se mettre en équilibreosmotique avec le milieu , ce qui peut faire éclater leurs cellules.
C’est aussi pour cette question d’équilibre osmotique que le niveau d’eau du bassin estmaintenu constant pour éviter les trop grandes variation de salinité. JOURDAN (1999)préconise de ne pas ajouter plus de 10% du volume d’eau du bassin par jour. A cet effet, leniveau d’eau des bassins est mesuré chaque jour ainsi l’évaporation d’eau ne va jamais audessus des 2 cm pour les bassins de l’unité de production.
51
Bassin de culture ( Secchi < 3)
Prélèvement du milieu ( seau plastique )
Echantillon de culture
Filtration ( tamis 0,5 mm de mailles ) corps étrangers(insectes, feuilles mortes, boues, grumeaux) Filtrat
Filtration (toile 30µm de mailles) milieu nutritif usé
Concentré de spiruline
pressage manueleau, milieu usé
Pâte de spiruline fraîche
Pesée ( balance ordinaire )
Etalement ( sur claie de séchage à l aide dupistolet extrudeur )
Séchage solaire ( sous la serre Tº≈38ºc ) eau
Spiruline sèche
Broyage
Conditionnement ( sachets 40g )
Stockage ( Tº moyenne dumagasin ≈30ºc)
Consommation
Figure 7 : Diagramme de production semi-artisanale de la spiruline.
Une autre étape tout aussi importante de la culture de la spiruline mais qui n’entrepas dans le diagramme de production est l’agitation du milieu de culture. C’est une étapequi fait partie de l’entretien de la culture et qui contribue largement de la croissance optimalde la spiruline. L’agitation manuelle se fait à l’aide d’un balai trois fois par jour. Or desauteurs préconisent que cette agitation se fasse au moins quatre fois par jour afin d’obtenir
52
un rendement optimum (FOX, 1986; JOURDAN, 1999). Cette agitation permet ainsi defaire alterner rapidement l’ombre et la lumière sur les filaments de spirulines et aussi pourassurer une bonne répartition des éléments nutritifs.Les bassins de culture du CMSC, bien que disposant de roues à aube pour l’agitation cesdernières ne sont pas d’utilisation fréquente. En effet, mal utilisées les roues à aubepourraient contribuer à la fragmentation des filaments de spiruline et par conséquent àl’obtention d’un mauvais rendement à la récolte.
L’intensité lumineuse est aussi un paramètre important pour la bonne croissance dela spiruline tout comme l’agitation. En effet une forte intensité lumineuse sans agitation del’eau provoque une photolyse ou photo destruction due à l’effet photoélectrique. Une forteintensité lumineuse jointe à une bonne agitation donne une meilleure croissance, tous lesfilaments reçoivent de fréquentes charges de lumière, mais sont aussi rapidement occultespar d’autres filaments qui les protègent contre une surexposition à la lumière. Une faibleintensité lumineuse avec une faible agitation produit une croissance lente (FOX, 1986).La serre de l’unité de production du CMSC, avec son toit en tôles translucides en polyesterfibre de verre, assure non seulement une luminosité adéquate en protégeant la spirulinel’excès de rayons lumineux mais elle maintient également la température maximale de37ºc en période d’harmattan. La serre permet aussi de freiner une évaporation tropimportante de l’eau des bassins en saison chaude.Pour des bassins ne disposant pas d’une serre, nous préconisons l’utilisation decouvertures mobiles (bâches, feuilles de palmier ou tiges de mil tressées), afin d’éviter degros coups de soleil à la spiruline.
D’autres étapes importantes dans le processus de production semi-artisanale de laspiruline sont :
L’étape de filtration; elle se fait en deux parties. La première utilise un tamis en acierinoxydable de 500 µm de mailles; elle vise l’élimination de larves, grumeaux de spiruline,feuilles mortes et des quelques insectes qui ont pu pénétrer dans le hangar lors del’ouverture de la porte ou par des fissures présentes aux niveau des panneauxmoustiquaires. La deuxième partie, qui constitue l’étape de concentration proprement ditepermet de séparer les filaments de spiruline de leur milieu de culture, au travers une toilede filtration en polyester de 30 µm de mailles. C’est une étape à risque, car elle sépare laspiruline de son milieu protecteur la laissant ainsi à la merci de toutes contaminationsmicrobiennes. En effet cette étape de filtration constitue un point critique car unecontamination de la biomasse de spiruline peut se faire à ce niveau. Tout d’abord par lebiais du matériel utilisé (ici la pelle en plastique) pour imprimer un mouvement à labiomasse et pour le décolmatage de la toile. Une contamination peut se produire aussi parle biais du manipulateur, qui ne porte ni gants, ni blouse, ni coiffe, ni de protège nez. Cesrisques de contamination peuvent aussi être relevés à d’autres étapes clés comme lepressage manuel, l’étalement de la biomasse et le conditionnement.
L’étape de pressage manuel est une étape primordiale, car elle influe énormémentsur l’efficacité de l’extrusion en spaghetti de la biomasse et sur l’aptitude de la spiruline àsécher rapidement.
Le séchage de la spiruline a lieu sous le hangar ce qui évite à la biomasse d’êtredirectement exposée au rayons ultraviolet du soleil. En effet le toit qui laisse passer unepartie des rayons lumineux permet un séchage assez correct, bien que l’on note quelquesfois un léger bleuissement de la spiruline en surface, causé par la destruction de lachlorophylle.
Le résultat obtenu en fin de chaîne de production après le broyage, est une poudre plus oumoins fine d’un vert rappelant celui des sauces d’épinards, de gombo ou de feuilles de baobab. Lapoudre de spiruline dégage tout de même une odeur assez forte, rappelant celle du soumbala, dupoisson séché ou du foin.
2. Les paramètres de culture et de croissance de la spiruline.
53
2.1 Résultats du suivie de la croissance.
Paramètres clés du suivie de la cinétique de croissance de la spiruline, la mesure dela concentration et celle du pH du milieu de culture sont présentées sur le graphique de lafigure 8.
L’évolution de la concentration en spiruline permet de déduire la vitesse decroissance durant la période d’harmattan. Elle est de 0,36 cm / jour.
y = -0 ,3 6 x + 4 ,4 4R 2 = 0 ,9 7 3
2
3
4
5
0 1 2 3 4
Tem ps (jours)
Secc
hi (c
m)
9,9
10
10,1
10,2
10,3
pH
Secchi pH Linéaire (Secchi)
Figure 8 : Cinétique de croissance de la spiruline
La mesure de la concentration, effectuée à l’aide d’un disque de Secchi est donnée encentimètre. Bien qu’assez subjective comme mesure, elle permet grâce au disque de Secchi desuivre l’évolution de la concentration en spiruline et de savoir exactement quand peut avoir lieuune récolte. En effet cette mesure, réalisée à l’aide d’une règle graduée de 30 cm de long etportant à son extrémité un disque blanc, dépend de l’acuité visuelle de l’opérateur, de l’éclairage,de l’angle de vue, de la dimension du disque et de la turbidité du milieu de culture. Ainsi le momentde récolte survient toujours pour un Secchi inférieur à 3cm.
Le pH du milieu, paramètre de croissance plus subtil car sujette à des variations le long dela journée, permet tout de même de savoir s’il y a croissance ou pas de la spiruline. Pour ce faire,cette mesure est prise au même moment de la matinée tout comme la concentration. Dans lajournée, le pH croit car dans la photosynthèse le CO2 est absorbé par la spiruline alors que dansla nuit, la respiration plus intense libère du CO2 dans le milieu, abaissant par conséquent le pH(FOX, 1986). De même en consommant les carbonates (CO3H
-) et bicarbonates (CO3- -) de son
milieu, les spirulines tendent à augmenter encore l’alcalinité du liquide. Ainsi une augmentation dupH sous entend une nutrition carbonée et par conséquent un accroissement de population despiruline.
A part le CO2, la spiruline consomme aussi de l’eau. La courbe du niveau d’eaureprésentée par la figure 9, donne la consommation journalière en eau de la culture. Elle permetde déterminer une consommation moyenne de 0,28 cm d’eau par jour pour un bassin de 10 m2, cequi représente 2,8 l / jour / m2 de bassin.
54
y = -0 ,2 8 x + 2 1 ,3R 2 = 0 ,9 6 5 5
20
20,5
21
21,5
0 0,5 1 1,5 2 2 ,5 3 3,5 4
Tem ps (jours)
Hau
teur
d'e
au (c
m)
Niveau Linéaire (Niveau)
Figure 9 : Evolution du niveau d’eau dans les bassins
La diminution du niveau d’eau dans les bassins est essentiellement due à deuxphénomènes.
L’évaporation de l’eau qui est intense aux heures chaudes de la journée et quipermet un refroidissement du milieu (FALQUET,1999). Pour un bassin non couvert, cetévaporation atteindrait les 15 litres d’eau par mètre carre par jour selon FOX en 1986.
La consommation propre de la spiruline à travers la photosynthèse et la photolysede l’eau pour la production de matières organiques et oxygène.
La consommation spécifique est très faible ( 2,8 l / jour / m2 ). Il ne s’agit que decompenser l’évaporation et de renouveler périodiquement le milieu de culture pour enréduire la turbidité.
La quantité d’eau nécessaire à la production d’un kilogramme de protéines est deloin très négligeable dans le cas de la culture de la spiruline avec 2500 litres parkilogramme de protéines en comparaison avec d’autres sources de protéines commel’illustre le tableau XII.
Tableau XII. : Quantité d’eau nécessaire à la production d’1 kg de protéine( Compagnie Tournesol ).
Source de protéine Quantité d’eau en litre
ufs (élevage intensif) 102000
Maïs 12400
Soja 8800
Spiruline 2500
55
2.2 Autres paramètres de culture.
Le test de filtrabilité a permis d’avoir une moyenne de volume filtré de 173 ± 2,65 mlen une minute.
Ce resultat est insatisfaisant comparé aux 300 ml par minute préconisé parJOURDAN en 199, qui correspondrait à une filtration de type très facile.
La fitrabilité de notre milieu de culture avec un Secchi inférieur à 3 cm est donc detype moyen. Mais cette efficacité de filtration peut être fonction de la taille des filaments despiruline, de l’état de fragmentation des filaments ou même de la morphologie cesfilaments ( spiralée, ondulée ou droite ).
Mis à part ce test de filtrabilité qui permet de caractériser la vitesse de filtrationd’une culture de spiruline, d’autres facteurs vont influer sur l’étape de filtration proprementdite ; il s’agit du type de toile de filtration employé dont les mailles peuvent varier de 25 à60 µm, de la concentration de la culture et des mouvements imprimés à la toile ou à labiomasse pour décolmater.
Le test de l’aptitude au lavage de la biomasse a donné un volume d’eau filtré de125,7 ± 5,13 ml en une minute. ce résultat est de loin inférieur au 400 ml trouvés parJOURDAN (1999) et qui correspond à une biomasse de type ‘’lavable’’. Notre biomassen’a donc pas une bonne aptitude au lavage. En effet l’examen microscopique de laspiruline lavée à l’objectif 40 montre des cellules de filaments éclatées. Cette lyse cellulairea donc été à l’origine de la mauvaise filtration occasionnée par un colmatage du filtre pardes fragments cellulaires de spiruline.
3 Composition nutritionnelle de spiruline.
3.1 Résultats des analyses physico-chimiques.
La composition physico-chimique de la spiruline à l’état frais (SF) et celle séchéepuis broyée est représentée dans le tableau XIII.
Tableau XIII : Composition physico-chimique de la spiruline*.
Echantillons
AnalysesSpiruline fraîche Spiruline sèche
Protéines totales (%) 35,23 ± 5,80 57,10 ± 0,30
Indice de formol (ml NaOH) 7,17 4,35
Sucres totaux (%) 7,75 ± 0,07 12,77 ± 0,14
Sucres réducteurs (%) 0,43 ± 0,04 1,07 ± 0,09
Matières grasses (%) 6,38 ± 2,30 6,00 ± 0,9
Acidité grasse (%) 8,1 ± 1,27 6,6 ± 2,50
Fibres brutes (%) 3,30 ± 1,15 7,81 ± 0,99
Humidité (%) — 4,87 ± 0,02
Cendres (%) — 10,76 ± 0,1
Phycocyanine (%) 7,02 ± 1,77 9,76 ± 2,92
Valeur énergétique (kcal/g) 2,33 3,38
56
• Moyenne ± écart type de 2 ou 3 déterminations.
Il ressort de ces résultats que la spiruline est bien l’aliment le plus riche en protéineque l’on connaisse avec une moyenne de 57,10 % de protéines totales dans l’échantillonproduite au Centre Médical Saint Camille.
Le pourcentage en protéines particulièrement élevé de la matière sèche constitueune véritable révélation. Ces chiffres acquièrent une plus grande valeur encore si on lescompare avec les teneurs moyennes en protéines de certaines graines de légumineuses.Ces dernières, comme les cyanophycées, sont des fixatrices d’azote : haricot (22%), pois(22%) et même le soja (38%) pourtant réputé pour sa richesse en protéines. Spirulinaplatensis apparaît donc comme une des espèces végétales les plus riches en protéines(LEONARD et al, 1967).
La spiruline sèche avec ces 12,77% de glucides totaux, 6% de lipides totaux,10,76% de cendres et 4,87% d’humidité, a une composition chimique moyenne très prochede celle trouvée par des travaux précédents (SOEDER et al, 1970 ; CLEMENT, 1975 ;CIFFERI et al, 1985 ; CORNET, 1992 ; FALQUET, 1996 ; JOURDAN, 1999 ; KABORE,2001).
La composition de la spiruline étant sujette à des variations en fonction desconditions de culture et des techniques de production, certains écarts ont pu être observés.
Le taux de cendre par exemple de la spiruline produite au CMSC est très élevé(10,76%) comparativement à celui noté par CLEMENT (1975) qui est de 4,7% ou parCIFFERI et collaborateurs (1985) avec 6% de cendres. Cette énorme différence observéeest peut être due au lavage de la biomasse de spiruline au cour de la récolte. En effetcertains auteurs préconisent ce lavage de biomasse afin de la débarrasser des selsminéraux du milieu de culture. Cette technique a tendance à améliorer aussi la teneur enprotéines de la spiruline (CLEMENT, 1975).
La teneur en eau (4,87%0 de notre échantillon est tout à fait normale pour ce genrede produit séché. Le séchage de la spiruline est donc correct même si le mode de séchagesolaire utilisé gagnerait à être amélioré afin de préserver au maximum les constituantssensibles de la spiruline.
Avec un taux de matières grasses de 6% de poids sec, la spiruline peut se vanter defaire partie des sources de protéines les moins grasses. Cette caractéristique lui donnel’avantage de se conserver assez aisément en étant à l’abris des phénomènes d’oxydationdes lipides et de rancissement.
Bien que le pouvoir calorifique de la spiruline ne soit pas très élevé (3,38 kcal/g), laspiruline se rattrape aisément par sa valeur protéique et vitaminique, encomplémentarisation à d’autres aliments énergétiques tels les céréales.
3.2 Evolution des caractéristiques physico-chimiques et biochimiques de la spiruline.
Certains paramètres physico-chimiques rendent compte des altérations chimiquesdonc la perte de la valeur nutritionnelle des produits séchés tels la spiruline. L’examen decertains d’entre eux ( teneur en eau, pH, acidité grasse, indice de formol, sucresréducteurs, phycocyanine) donne les résultats suivants :
3.2.1 Teneur en eau.
De manière générale on observe une légère baisse de la teneur en eau dans noséchantillons de spiruline au cours des différentes durées de stockage. Comme l’illustre lafigure 10, cette teneur passe de 4,87% à 4,42%.
57
Figure 10 : Evolution de la teneur en eau au cours du stockage.
La teneur en eau est étroitement liée à l’efficacité du séchage et du mode deconditionnement. La teneur en eau de la spiruline produite au CMSC est malheureusementsujette à des variations au cours de l’année, car le mode de séchage est lié à latempérature de la serre. C’est donc une étape qui n’est pas parfaitement maîtrisée.
3.2.2 Le pH, l’acidité grasse et les matières grasses.
Le pH de nos échantillons sont quasiment constants durant le stockage, les valeurssont comprises entre 6,36 et 7,33 comme le montre la figure 11.
3 ,5
4
4 ,5
5
5,5
0 2 4 6 8 10 12
Te m ps (m ois )
Hum
idite
(%po
ids
sec)
5,5
6
6,5
7
7,5
0 2 4 6 8 10 12Temps (mois)
pH
58
Figure 11 : Evolution du pH au cours du stockage.
On note tout de même une valeur élevée du pH au niveau de l’échantillon SS4,produit 10 mois auparavant.
En général on peut dire qu’il n’y a pas d’équivalent OH - ou H + libérés dans laspiruline.
De même les figures 12 et 13 montrent une certaine stabilité de la teneur enmatières grasses et de l’acidité avec des moyennes respectives de 6,61% et 7.44 mg deNaOH par gramme.
2
4
6
8
10
0 2 4 6 8 10 12
Temps (mois)
Aci
dite
gra
sse
(mg
de N
aOH
)
Figure 12 : Evolution de l’acidité au cours du stockage.
4
5
6
7
8
0 2 4 6 8 10 12
Temps (mois)
Mat
iere
gra
sse
(%po
ids
sec)
Figure 13 : Evolution du taux de matières grasses au cours du stockage.
59
La spiruline ayant un taux de matières grassestrès faible (6,61%), les hydrolyses de triglycéridespouvant survenir sont imperceptibles. De plus, lefaible taux d’humidité (<5%) de nos échantillonsconstitue un frein à l’activité des lipases.
L’évolution du taux d’acidité au cours du temps (figure 12) concorde avec celle dupH ; dans les deux cas, on observe pas de variations significatives.
3.2.3 L’indice de formol.
L’indice de formol permet d’apprécier conventionnellement la quantité d’acidesaminés libres dans un échantillon. Il a été déterminé dans cette étude pour évaluer lesvariations du taux d’acides aminés libres au cours du stockage.
L’indice de formol comme l’illustre la figure 14, montre une certaine croissance autroisième mois de stockage.
3
3,5
4
4,5
5
5,5
6
0 2 4 6 8 10 12
Temps (mois)
Indi
ce fo
rmol
(ml N
aOH
)
Figure 14 : Evolution de l’indice de formol au cours du stockage.
Mais la valeur moyenne d’indice de formol (4,6 ± 0,4) présente un écart type assezfaible. On peut donc se permettre de dire que le nombre d’acides aminés libres estconstant. Cela serait normal puisque la spiruline stockée ne contient pas d’eau solvanteavec une teneur moyenne d’humidité de 4,8%. L’activité protéolytique des protéases etpeptidases est donc quelque peu inhibée.
60
3.2.4 Les sucres réducteurs.
La figure 15 présente les résultats de l’évolution des sucres réducteurs au cours du
stockage.
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
0 2 4 6 8 10 12
Temps (mois)
Sucr
es re
duct
eurs
(%po
ids
sec)
Figure 15 : Evolution du taux de sucres réducteurs au cours du stockage.
Avec des taux assez faibles comprise entre 1,07% et 2,52%, et une moyenne de1,79% ± 0.6, on peut dire que l’hydrolyse des polymères glucidiques est insignifiante.Après un dédoublement du taux de sucres réducteurs de la spiruline un mois après saproduction, on assiste à une stabilisation de cette valeur. Ce phénomène concordeparfaitement avec l’évolution de la teneur en eau.
3.2.5 La phycocyanine.
La spiruline présente une couleur bleu-vert sombre parce qu’elle est riche en unpolypeptide bleu vif appelé phycocyanine.
Le dosage de ce pigment nous donne un taux de 9,76% avec l’échantillon SS0. Cetaux est très inférieur au 15% mentionné par JOURDAN (1999) et FOX (1986). Cettephycocyanine est malheureusement sensible à la lumière et au stockage, puisque sateneur diminue comme le montre la figure 16. Sa valeur passe de 9,76% à 4,46% audixième mois.
61
2
4
6
8
10
0 2 4 6 8 10 12
Temps (mois)
Phyc
ocya
nine
(%po
ids
sec)
Figure 16 : Evolution de la teneur en phycocyanine.
La phycocyanine est surtout sensible à la lumière et faute d’un conditionnementadéquat (Boîtes métalliques étanches, sachets plastiques aluminisés et thermo-soudables), ce pigment est très vite détruit. Or la phycocyanine, comme bien d’autressubstances intéressantes de la spiruline, a des effets thérapeutiques extraordinaires.Notamment la stimulation de l’hématopoïèse et la régulation de la production des cellulesde l’immunité (KOZLENKO et HENSON, 1996).
4. Evolution de la flore microbienne de la spiruline.
4.1 Résultats de l’examen direct.
Avant l’examen microscopique direct d’un échantillon de culture de spiruline, unerapide analyse visuelle a permis d’apprécier l’état général de contamination. Il en ressortque le milieu de culture, en dehors de la couche verdâtre de spirulines, contient quelquesrares araignées, petits lézards morts, insectes divers non identifiés et des feuilles mortes.Tous ces contaminants sont heureusement éliminés quotidiennement à l’aide du tamis de500 µm de mailles.
L’examen microscopique direct à l’objectif 40 entre lame et lamelle de notreéchantillon de culture de spiruline révéla la coexistence de deux types de morphologie despiruline. Une forme spiralée plus nombreuses avec des spires plus ou moins serrées etune forme droite qui ne présente pas de spires.
La prédominance d’une forme par rapport à l’autre est surtout fonction de l’agitationdu bassin. Un bassin bien agité régulièrement va favoriser une spiruline spiralée et parconséquent un bon rendement de filtration (JOURDAN, 1999).
62
4.2 Résultats de la numération de la microflore.
Le dénombrement de la flore microbienne dans les échantillons de spiruline donneles résultats mentionnés dans le tableau XIV.
Tableau XIV : Résultats du dénombrement de la microflore de la spiruline
EchantillonsFlore microbienne (UFC/g)
SF SS0 SS1 SS2 SS3 SS4
Flore aérobie mésophile 85*104 160*106 30*106 9*106 11*106 18*106
Coliformes totaux 23*103 67*103 8*103 5*103 23*103 3*103
Streptocoques fécaux <10 150*104 <10 <10 <10 225*104
Levures et moisissures <10 2*103 103 <10 2*103 <10
Le dénombrement de la flore de nos échantillons présente des résultats assezmitigés.
La flore mésophile de nos échantillons séchés est très élevée avec une valeur de160*106 ufc/g pour SS0. Bien que cette valeur tend en général à diminuer au cours dustockage, elle demeure tout de même élevée pour un produit séché à teneur d’eauinférieur à 5%. Une contamination exogène lors du traitement de la spiruline séchéeexpliquerai cet écart constaté. JACQUET en 1976 notait une valeur de 170*103 ufc/g pourla spiruline issus d’un préparation en bassin originaire d’Algérie et 700 ufc/g pour uneculture synthétique industrielle (100 à 700 m2 de superficie de bassin).
L’échantillon de spiruline fraîche (SF) donne des résultats assez intéressants, avecdes valeurs de streptocoques fécaux et de levures et moisissures inférieures à 10 ufc/g.Bien que SF contient un taux élevé d’humidité, sa stabilité micro biologique est bonne. SFcontient en effet encore du milieu de culture qui inhibe toute croissance avec son pHsélectif.
De manière générale, l’évolution de cette de contamination tend à se stabiliser aucours du temps. En effet, avec un taux d’humidité comprise entre 4,87% et 4,42%, très peude micro organismes réussissent à se développer dans de telles conditions.
Les échantillons séchés ont probablement été contaminés au cours du séchage àl’air libre et lors de l’étape de broyage et de conditionnement. Ces étapes de la chaîne deproduction constituent comme mentionné précédemment, des points critiques qu’il faudraabsolument contrôler et maîtriser, afin d’avoir une spiruline de bonne qualité microbiologique.
5. Evaluation de la rentabilité de production.
5.1 Résultats de productivité.
Les résultats de productivité sont exprimé par rapport à la matière sèche despiruline. La productivité qui est fonction du taux de récolte donne une valeur théorique de548 grammes par bassin récolté.
L’unité de production du CMSC disposant de quatre bassins de culture avec unesuperficie totale de 40 m2 , nous pouvons faire l’hypothèse de deux productivitésthéoriques.
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Si un bassin seulement sur les quatre est récolté par jour, nous aurons uneproductivité théorique minimale de 548 g / jour. Cette valeur ramenée à la superficie totalede l’unité de production nous donne 13,7 g / jour / m2.
Par contre, si les quatre bassins sont récoltés par jour (conditions optimales decroissance), nous aurons une productivité maximale de 2192 g / jour c’est à dire 54,8 g /jour / m2.
La quantité de matières sèches de spiruline réellement récolté au cours de notrestage (période d’harmattan) et cela sur une période déterminée prise au hasard, a permisde déterminer la productivité effective de cette période, qui est de 253 g / jour c’est à dire6,33 g / jour / m2. Cette productivité correspond à une productivité minimale étant donnéqu’en période d’harmattan les conditions climatiques notamment de températures nepermettent pas une croissance optimale de la spiruline.
On estime alors un rendement de production pour cette période de 46,2%. Ce faiblerendement pourrait s’expliquer par une pénurie de toiles de filtration au niveau de l’unité duCMSC. La toile de filtration usée utilisée ne permettait malheureusement pas une filtrationrentable.
Bien que le rendement de productivité obtenu soit très faible, la valeur de 6.33 g /jour / m2 de productivité est tout à fait dans les limites énoncées par FALQUET en 2000,qui donne une productivité de comprise entre 5 et 10 grammes de spiruline (poids sec) parjour et par mètre carré. Ainsi on peut dire qu’on obtient par an un minimum de 22,8 tonnesde spiruline à l’hectare, ce qui correspond à environ 13 tonnes de protéines parhectare.
Pour prendre tout son sens, cette productivité doit être ramenée aux dosesquotidiennes utilisées en alimentation humaine ; à peine quelques grammes de spirulinesuffisent à améliorer radicalement l’apport nutritionnel quotidien d’un enfant en bas age.Cela signifie que chaque mètre carré de production de spiruline peut suffire à l’aidenutritionnelle de 2 à 3 enfants cela d’une manière continue (FALQUET, 2000).
5.2 Le coût d’investissement et rentabilité.
Les besoins de financement pour la mise en place d’une unité de production dumême type que celui du CMSC s’estiment à 2 016 344 Fcfa.
Cet investissement exclut l’acquisition du terrain, le coût de formation, la maind’ uvre et les frais d’analyse. Cela pour la simple raison que cet activité peut aiséments’adapter aux réalités agricoles des paysans en milieu rural.
Les investissements se répartissent comme mentionné dans le tableau XV.
Tableau XV : Récapitulatif des coûts d’acquisition des équipements, des charges de fonctionnement durant une année (première année).
Désignation Montant (Fcfa)Bassins de culture 1 440 000,00Matériel de travail 141 985, 00Matières premières 231 418, 80Matières premières d’entretien 19 636, 541er TOTAL 1 833 040, 34Imprévus (10%) 183 304, 03TOTAL 2 016 344, 37
Le coût de l’investissement est il est vrai quelque peu élevé pour un simple paysan.Il faut dire bien évidemment qu’il s’agit là d’une unité de production semi-artisanale degrand standing avec ses 40 m2 de surface de bassin. Il est bien sûr possible avec un
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investissement minimum de 200 000 Fcfa, de mettre en place une installation artisanale àpetite ou à moyenne échelle (FALQUET, 2000).Ainsi on pourrait avoir des constructions de bassins en argile avec un revêtement par filmplastique, ou des bassins à armatures en bois soutenant une bâche plastique (FALQUET,1999).
L’établissement d’un bilan prévisionnel permet de noter des charges de productionde 19 636,54 qui correspond en fait à la matière première d’entretien. Les chargesd’amortissement sont données dans le tableau XVI.
Tableau XVI : Charges d’amortissement.
Désignation Montant d’acquisition(Fcfa)
Durée de vie(année)
Montant d’annuité(Fcfa)
Bassins 800 000 10 80 000Abris 400 000 10 40 000Panneaux (grille) 240 000 05 48 000Matériel de travail 141 985 05 28 397TOTAL 196 397
Ainsi les charges totales par année s’élèvent à 216033,54 Fcfa. La détermination deces charges permet d’évaluer le prix de revient de la spiruline produite (6.33 g / jour / m2).
La production minimale annuelle équivaut à 91152 grammes de spirulines sèches.Après calcul le prix de revient est de 2370 Fcfa le kilogramme de spirulines sèches.
Il est indispensable de souligner le fait que la rentabilité des installations deproduction de spiruline dépendra, au moins dans un premier temps, de la création d’unmarché local, régional ou national, pour ce nouveau produit. Il est donc essentiel que letransfert des technologies et des connaissances nécessaires à la création de nouvellesunités de production soit accompagné, ou même précédé d’une large diffusiond’informations nutritionnelles. La production locale de spiruline n’a de sens que là où savaleur est reconnue (FALQUET, 2000).
C’est ce vaste travail d’informations qui se fait dans les centres de récupérationnutritionnel infantile (CREN), afin d’augmenter le taux de récupération et de réduire le tauxde mortalité des enfants atteints de malnutrition protéino-énergétique.
6. Valorisation de la spiruline.
6.1 Valorisation dans l’intérêt de la récupération nutritionnelle d’enfants malnutris.
La spiruline vendue au niveau du CREN du CMSC est conditionnée dans desachets de 40 grammes à raison de 100 Fcfa le sachet. Ce prix est tout à fait raisonnableau vu du coût de revient déterminé précédemment (2370 Fcfa / kg).
Ainsi, le coût de la récupération nutritionnelle d’un enfant malnutris en 28 jours detraitement va coûter seulement 700 Fcfa à raison de 10 g de spiruline par jour. Avec unesomme de 350000 Fcfa (à peine le prix d’une mobylette), on récupère nutritionnellementenviron 500 enfants du Burkina Faso.
La spiruline se retrouve aussi sous forme de gélules dans les pharmacies. La boîtede 84 gélules (35,2 g de spiruline) coûte environ 7000 Fcfa or il faut à peu près 280grammes de spiruline pour la récupération en 28 jours d’un enfant malnutris. Le traitementcoûterait alors environ 55667 Fcfa.
En définitif, le traitement par la culture semi-artisanale pour la récupération d’unenfant coûte 80 fois moins chère que par la spiruline importée.
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Voici donc une raison de plus pour valoriser et vulgariser la culture de la spiruline auBurkina faso. On contribue non seulement à l’éradication de la malnutrition protéino-énergétique dans nos pays en voie de développement mais aussi à soulager le sort desenfants VIH positifs.
En effet, on a remarqué que dans les CREN, plus de 20% des enfants sont VIHpositifs. Par la spiruline, on construit en amont et les maladies opportunistes (anémies,diarrhées…) détruisent en aval. Mais sans cette complémentation alimentaire par laspiruline, l’enfant VIH positif mourait.
6.2 La spiruline utilisée comme complément alimentaire.
Lorsque la malnutrition est moins aiguë ou ne constitue qu’un risque à prévenir,l’acceptation d’une nouvelle denrée dépend presque autant de sa présentation que del’information qui l’accompagne (FALQUET, 2000)
Dans le cas de la spiruline, on distingue le produit frais du sec.A l’état frais, la spiruline se présente comme une pâte ferme d’un vert épinard ou
vert des feuilles de baobab (Adamsonia digitata), sans goût particulier, ni odeur. Elle estfacilement consommée comme une pâte à tartiner que l’on peut épicer ou mélanger àd’autres ingrédients. Elle peut servir à garnir des beignets de mil (Penisetum spp), de maïs(Zea mays), de blé (Triticum aestivum) ou de riz (Orysea sativa), qui sont très prisés parles enfants. On peut aussi la délayer très facilement dans des potages, des sauces, desbouillies. Mais il faudra tenir compte de son pouvoir colorant extrême. La spiruline fraîchese conserve juste quelques jours (2 à 5 jours) au réfrigérateur en lui ajoutant 5 à10% desel de cuisine et en la recouvrant d’huile.
C’est à l’état sec que le spiruline se conserve le plus longtemps possible. Sous cetteforme, elle peut être mélangée en fin de cuisson à des potages, des sauces, ou desbouillies. La poudre de spiruline peut être aussi délayée dans des jus de fruits et boissons,ou entrer dans la préparation de biscuits secs (salés ou sucrés).
Bien que la cuisson ne détruit pas toutes les qualités nutritionnelles de la spiruline,elle en altère un certains nombres ( BUCAILLE, 1990). Pour cette raison, l’utilisation de laspiruline en complémentation doit se faire uniquement pour des préparations n’utilisant pasde cuisson ou des temps brefs de cuisson (10 minutes à ébullition) (JOURDAN, 1999).
La complémentation des farines infantiles par la spiruline demeure l’un des objectifsprimordiaux pour la lutte contre la malnutrition protéino-énergétique. Pour ce faire, laspiruline peut être ajoutée aux bouillies des enfants suivant la posologie du traitement, ouencore entrer directement dans l’enrichissement des farines traditionnelles comme celles àbase de mil, La figure 17 présente le diagramme de fabrication d’une telle farine.
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Mil
Triage / Vannage / Lavage Impuretés
Séchage
Torréfaction
Mouture
Tamisage
Farine Sucre, sel Spiruline
Mélange
Conditionnement
Farine enrichie
Figure17 : Diagramme de préparation d’une farine enrichie en spiruline
En dehors des bouillies, les biscuits et beignets sont aussi très consommés par latranche de jeunes et enfants . ces amuses gueules peuvent comme les crêpes, pâtisserieset autres friandises êtres complémentés en spiruline. La figure 18 illustre un exemplesimple de préparation de biscuits secs (salés et sucré).
Biscuit (à base de mil, mais ou blé) Pain sec (récupéré)
Broyage Broyage
Biscuit en poudre Chapelure
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Lait Spiruline sel, épice,frais lait frais
Mélange
Malaxage
Pâte
Façonnage / découpage
Séchage
Biscuit sec à la spiruline
Figure 18 : Diagramme de préparation de biscuits secs enrichis en spiruline
Les produits laitiers sont d’assez bonnes sources de protéines de haute qualité. Lacomplémentation en spiruline peu néanmoins la qualité organoleptique de certainsfromages à l’instar des fromages à pâte persillée avec leur couleur caractéristique due auxspores bleues de diverses variétés de Penicillium.Le yaourt, produits laitiers le plus consommé dans le ville de Ouagadougou (ITSIEMBOU,2003), peut être aussi enrichi par la spiruline comme le montre la figure 19.
Lait cru
Filtration (Tamis de très petites mailles)
Lait filtré
Pasteurisation (30 mn / 50ºc)
Refroidissement (à la température ambiante)
Lait en poudre Spiruline (facultatif)Mélange
Ensemencement (avec un yaourt nature)
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Fermentation (5 à 6 heures) Sucres
Brassage
Conditionnement / refroidissement
Yaourt enrichi
Figure 19 : Diagramme de préparation du yaourt enrichi.
Le Burkina Faso, pays agropastoral, possède une richesse et une diversité de fruitsprovenant des arbres domestiques et des arbres sauvages. Les jus locaux issus de cesfruits sont d’une importance capitale dans l’apport vitaminique quotidien. Ces jus, obtenusà partir de calices d’oseilles (Hibiscus sabdarifa), de rhizomes de gingembres (Zingiberofficinale), de fruits de liane goïne (Saba senegalensis) ou de baobab (pain de singe ),peuvent être complémentés à la spiruline à afin d’obtenir des boissons riches en protéines.
La figure 20 donne l’exemple du ‘’Tédo’’ dont la couleur jaune fera place à une bellecoloration verdâtre rappelant une boisson de menthe au lait.
Pain de singe
Décorticage
Pilage
Tamisage
Poudre
Eau Spiruline
Malaxage
FiltrationSucre, arômes
Mélange
Conditionnement / Refroidissement
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Tedo enrichi
Figure 20 : Diagramme de préparation du ‘’Tédo’’ enrichi.En dehors de ces quelques aliments couramment consommés par les Ouagalais,
les assaisonnements peuvent aussi être complémentés par la spiruline. C’est ainsi quepour l’accompagnement des salades et des grillades, on peut s’offrir le luxe d’utiliser de lavinaigrette à la spiruline ou de la mayonnaise d’un vert de spiruline.
La spiruline peut se valoriser dans la complémentation de l’alimentation animale.Incorporée jusqu'à 10% dans la ration des poules, la spiruline améliore fortement la qualitédes ufs comme le démontre plusieurs études (JOURDAN, 1999 ; ROSS et al, 1990).
Il faut souligner que les doses de spiruline nécessaire pour ces complémentationsreste à définir, ces doses sont évidemment fonctions du but recherché. FALQUET (2000)souligne qu’on ne connaît pas d’effets secondaires sérieux aux surdoses (même massive)en spiruline, seul une accumulation bénigne de caroténoïdes dans la peau peut apparaîtredans certains cas extrêmes.
En tenant compte de son fort pouvoir colorant de la spiruline, on peut, après uneextraction appropriée et une stabilisation éventuelle, obtenir des colorants vert(chlorophylle) et bleu (phycocyanine). L’industrie des colorants alimentaires naturelspourrait trouver en la spiruline une source non négligeable de chlorophylle avec 11 g / kgde spiruline poids sec (FLAMANT VERT, 1988).
La chlorophylle est un pigment très utilisé comme colorant dans l’industriealimentaire , pharmaceutique et cosmétique (DANESI et al,2002). Il en est de même pourla phycocyanine avec 150 g / kg de spiruline.
CONCLUSION ET RECOMMANDATIONS
La lutte contre la malnutrition protéino-énergétique et les carences alimentaires engénéral, fait partie des objectifs primordiaux de santé publique au Burkina Faso. Cet étatde fait peut donc être désormais résolu par l’introduction dans nos habitudes alimentairesde la culture de Spirulina platensis ainsi que sa consommation.
Ce travail de recherche sur le développement de la culture de la spiruline ainsi quesa valorisation pour la récupération des enfants malnutris du Burkina Faso, nous a permisde poser les bases pour que l’auto production de cette micro algue soit une réalité en tantque nouvelle production agricole.
En effet, il ressort de notre étude que :℘ La technique de production semi-artisanale de la spiruline est très simple et
fiable. Elle peut ainsi être aisément vulgarisée d’autant plus que tous les matériaux et laplupart des équipements tout comme les intrants sont disponibles.
℘ Les conditions culturales sont tout à fait idéales pour permettre une croissanceoptimale de spirulina platensis avec une consommation spécifique d’eau adaptée auxréalités climatiques du Burkina Faso.
℘ La composition chimique et nutritionnelle de la spiruline produite au CMSCestnon seulement intéressante pour le traitement de la malnutrition, mais elle est aussi stablepour permettre le stockage et une plus large diffusion.
℘ Certaines règles d’hygiène font défauts le long de la chaîne de production despiruline au CMSC, mais elles pourraient très facilement être maîtrisées afin de garantirl’innocuité de la spiruline produite.
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℘ l’auto production de la spiruline est une activité très vite rentabilisée, surtout sielle augmente le taux de récupération nutritionnelle des enfants malnutris comme l’adémontré KABORE en 2001.
℘ L’incorporation de la poudre de spiruline dans certains nos aliments quotidiens,pour en augmenter la valeur nutritive est l’une des meilleures pistes de valorisation de laspiruline pour éradiquer la malnutrition au Burkina Faso.
Ces travaux gagneraient à être poursuivis pour une meilleure valorisation de cetaliment renfermant plus de 50% de protéines. En effet il serait intéressant de comparer leprofil en acides aminés, en acides gras essentiels, en sels minéraux et en vitamines de laspiruline produite au niveau du Burkina Faso avec celui déjà mentionné par la littérature.De même, des recherches pourraient être menées sur l’apport nutritionnelle des alimentscomplémentés par la spiruline.
Au vu des multiples avantages d’une production locale et économique d’une denréecapable d’améliorer l’apport nutritionnel quotidien de nos population, nous suggérons quel’auto production de spiruline devienne une priorité pour nos dirigeants.
Le stage que nous avons effectué a été très riche d’expériences en matièred’algoculture. Aussi, pour l’accroissement de la productivité des bassins de spiruline d’unepart, et pour garantir la qualité de la spiruline produite, nous recommandons ce qui suit :
e L’agitation des bassins devrait se faire chaque deux heures à défaut d’uneagitation continue. Elle permettrait d’optimaliser la croissance des spirulines et aussid’éviter la contamination par des ‘’spirulines droites’’.
e En cas d’un pourcentage de ‘’spirulines droites’’ trop important, il faudraitréinitialiser la culture à partir de la sélection de souches de spirulines spiralées. Onobtiendrait ainsi une culture de spirulines monoclonale.
e Le nettoyage de la toiture de la serre doit se faire périodiquement pour que lesspirulines reçoivent la luminosité nécessaire à la croissance optimale.
e Le recyclage du milieu de culture lors de l’étape de filtration devrait se faire dansun des bassins voisins non récoltés . on évite ainsi que le bassin récolté ne se trouble etque trop de boues ne se retrouvent dans la biomasse de spirulines.
e L’introduction d’une étape de lavage de la biomasse à l’eau salée dans lediagramme de production.
e L’utilisation d’un densimètre afin de suivre l’évolution de la nutrition minérale desspirulines.
e L’utilisation d’une technique de séchage plus appropriée pour la stabilitéchimique et micro biologique de la spiruline. Un séchoir coquillage améliorerait le qualitéde la spiruline produite.
e Le respect des règles d’hygiène notamment par le port de blouse, de gants et deprotège nez lors de la manipulation de la spiruline, le matériel de récolte doit êtreparfaitement propre.
e Le recyclage des sels minéraux des boues déversées lors de la purge desbassins.
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