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Année

Universitaire

Numéro d'ordre

MEMOIRE

Pour l'obtention de l'UE de stage de Master 2 en Sciences et

Technologies des Aliments de l'Université Nan gui Abrngoua

Optjon : management de la qualité et de la sécurité des aliments

Présenté par

KOUADJO DONGO CESAR

Soutenu publiquement

~{--:10}~

CONSERVATION DES RACINES ET

TUBERCULES A L'AIDE DE BIOPESTICIDES :

CAS DE L'IGNAME (Dioscorea SSP)

Encadreur CNRA :

Dr. Louis BAN-KOFFI (Directeur de recherche, CNRA)

Directeur de mémoire :

Dr. BORAUD ALLOUE MIREILLE (Maître de conférences, UNA)

Kouadio dongo césar - Master 2/Management de la qualité et de la sécurité des aliments/2015-2016

DEDICACE

A

Mon père KOUADIO KANGA

Qui a toujours cru et qui continue de croire en moi,

Maman Youyou rose,

Toute ma famille,

Ma défunte mère.

Kouadio dongo césar - Mastcr 2/Managcmcnt de la qualité et de la sécurité des alimcnts/2015-2016

REMERCIEMENTS

Au terme de ce travail, il me tient à cœur de remercier tous ceux qui y ont contribué de près

ou de loin.

J'exprime toute ma reconnaissance au Professeur BOHOUA Louis Guichard. Doven de

l'Unité de Formation et de Recherche des Sciences el Technologies des Aliments (UFR-STA)

de l'Université Nangui Abrogoua pour nous avoir acceptés dans son Unité de Formation et de

Recherche.

Je témoigne toute ma reconnaissance et mes sincères remerciements à Madame BORAUD

ALLOUE Mireille, Maître de conférences à l'UFR-STA pour la confiance qu'elJe a placée en

moi en acceptant de diriger ce travail.

Je remercie très sincèrement le Docteur Louis BAN-KOFFI pour m'avoir accepté dans son

laboratoire de microbiologie du CNRA ainsi que monsieur Moussa OUA TI ARA pour

m'avoir guidé durant mes manipulations et de leur parfaite collaboration durant ce stage.

n m'est agréable de remercier le Professeur DJE Koffi Marcellin. Directeur du Laboratoire de

Biotechnologie et de Microbiologie des Aliments.

Mes remerciements vont également à l'endroit de tous les enseignants de l'UFR-STA en

particulier ceux de la filière management de la qualité et de la sécurité des aliments pour la

solide formation qu'ils nous ont donnée et aussi pour les précieux conseils.

Je remercie tous ceux qui m'ont aidé, m'ont conseillé, m'ont ouvert leurs portes avec un

sourire en particulier M. Ouedraogo Daouda, et au doctorant Koffi Yao Fulgence.

Enfin. j'adresse mes sincères remerciements à tous mes amis particulièrement ceux de Mas ter

2 de la filière Management de la qualité et de la sécurité des aliments pour la parfaite et

cordiale entente et à tous ceux qui ont participé à l'élaboration de ce travail.

Kouadio dongo césar - Master 2/Management de la qualité et de la sécurité des alioicnts/2015-2016 ii

RESUME

La conservation post-récolte des ignames est une étape cruciale, souvent difficile, pour

les producteurs. Pour pallier ce problème, l'utilisation de micro-organismes non pathogènes

pourrait être une des solutions à ce problème. C'est dans ce contexte que Bacillus subtilis

GA 1, Pseudomonas fluorescens Fl 9 (PFl 9) et Pseudomonas CI (PCD ont été utilisés comme

biopesticides dans l'inhibition des germes d'altération des ignames en vue de l'amélioration

de leur durée de conservation. Cinq (5) ignames altérées et 5 autres saines ont servi à isoler la

flore d'altération associée aux ignames. Les propriétés inhibitrices de Bacillus subtilis GA1,

Pseudomonas jluorescens FI 9 et Pseudomonas CI ont été mises en évidence par des

confrontations directes in vivo. Les identifications phénotypiques ont permis d'isoler les

champignons tels que Aspergillus sp., Candida sp. et Rhizopus sp. aussi bien sur les ignames

altérées que les ignames saines. Tous les champignons isolés ont provoqué une altération des

ignames saines. Cependant, l'activité biologique in vivo des différents biopesticides a montré

une forte inhibition de la croissance des champignons vecteurs d'altération de l'igname. B.

subtilis GA 1. Pseudomonas fluorescens Fl 9 et Pseudomonas Cl possèdent des propriétés

antifongiques et pourraient par conséquent être utilisés pour la conservation des ignames en

Côte d'Ivoire.

Mots clés Altération fongique, Igname, Bacillus subtilis GA 1, Pseudomonas fluorescens

Fl9. Pseudomonas CI.

Kouadio dongo césar - Master 2/Managemeot de la qualité et de la sécurité des aliments/2015-2016 iii

LISTE DES SIGLES ET DES ABREVIATIONS

CDL

CNRA

CWBI

FAO

G

Kj

Mg

N,P, K

PCI

PDA

PF19

PGPR

PHZ

PRN

: Chloramphénicol

: Centre national de recherche agronomique

: Centre Wallon de Biologie Industrielle

: Food and Agriculture Organization

Gramme

: KilojouJe

: Milligramme

: azote, phosphore, potassium

: Pseudomonas côte d'ivoire

: Potato dextrose agar

: Pseudomonasfluorescens 19

: Plant Growth Propomoting Rbyzobacteria

: Phenazines

: Pirrolnitrine

Kouadio dongo césar - Master 2/Management de la qualité et de la sécurité des aliments/20l5-2016 iv

LISTE DES FIGURES ET DES TABLEAUX

Liste des figures

Figure l : Différentes variétés d'igname . . . . .. . .. . .. .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . . .. .. . . .. .. . .. 7

Figure 2 : Igname altérée... . . . . .. .. . . . . .. . .. . .. . . .. .. . . . . . . . . . . . . . .. . .. . . . . .. . . .. . . . .. . .. . . . . .. . .. . . . . . . . ... 23

Figure 3 : Igname saine... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Figure 4 : Rhizopus sp....... .. . . . . .. ... . . . .. . .. . .. . .. . .. . .. . ... ... .. . . .. .. . .. . .. . .. . .. . . . . . .. .. . ... ... .. . ... 28

Figure 5 : Aspergillus sp... . . . . .. .. . . .. . . . . . . .. . . . . .. . .. . .. . .. . .. . .. . . .. .. . .. . . .. .. . . . . .. . . .. .. . . . . .. . . . . .. . 28

Figure 6: Candida sp... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 28

Figure 7: Igname saine avant inoculation avec Rhizopus sp... ... ... ... ... ... ... .. . ... ... ... ... ... ... 29

Figure 8: Igname altérée après inoculation avecRhizopus sp... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 29

Figure 9 : Igname saine avant inoculation avec Aspergillus sp...... ... . .. . . . . .. ... . . . .. . . .. .. . .. . .. . . 29

Figure 10 : Igname altérée après inoculation avec Aspergillus sp... .. . ... ... .. . . .. .. . ... . .. .. . ... . .. 29

Figure 11 : Igname saine avant inoculation avec Candida sp... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 30

Figure 12 : Igname altérée après inoculation avec Candida sp... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 30

Figure 13: Inhibition in vivo de l'action des germes isolés par Bacillus subttlis.: ... ... ... ... ... . 31

Figure 14: lnhibition in. vivo de l'action des germes isolés parpseudomonasjluorescens FI9... 31

Figure 15 : Inhibition in vivo de l'action des germes isolés par Pseudomonas CI.................. 32

Kouadio dongo césar - Master 2/Management de la qualité et de la sécurité des aliments/2015-2016 V

Liste des tableaux

Tableau 1 : Teneur en éléments nutritifs des racines et tubercules alimentaires de base 4

Tableau 2 : Résumé des données de production mondiale de I 'igname 8

Tableau 3 : Résumé de l'enquête 27

Taleuau 4: Observation mascroscopique et microscopique 28

Tableau 5 : Taux moyens d'inhibition (%) des souches de B. subti/is GAI, Peudomonas CI et

dePseudomonasjluorescens Fl9 contre les champignons isolés 32

Kouadio dongo césar - Master 2/Management de la qualité et de la sécurité des aliments/2015-2016 vi

TABLE DES MATIERES

DEDICACE .

REMERCIEMENT... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... .... 11

RESUME ···························· Ill

LISTE DES SIGLES ET DES ABREVIATIONS .

LISTE DES FIGURES ET DES TABLEAUX................................................... v

TABLE DES MATIERES........................................................................... vu

INTRODUCTION... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . .. 1

REVUE BIBLIOGRPfflQUE... 3

1-Gén éral i tés. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

l -l-Racines et tubercules............................................................................... 3

1-2-Ignrune... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

1-2- l-Botanique et taxonomie......................................................................... 5

1-2-2-Ecologie... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 6

1-2-3-Composition biochimique et chimique du tubercule......................................... 7

1-2-3-1-Composition biochimique.................................................................... 7

1 -2-3-2-Composition chimique... . . . . . . . . . . . . ... . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

1-3-Production mondiale............................................................................... 8

2-Utilisation de l'igname... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. 9

Kouadio dongo césar - Maslcr 2/Managcmcnt de la qualité et de la sécurité des alimenls/2015-2016 vii

2-1-Uti]isation thérapeutique... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . .... 9

2-2-Utilisation alimentai.re... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . . . . 9

2-2-1-Produits dérivés de l'igname... . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . .. . . . . . . .. . . . . . . . . . . . 9

2-2-1-1-Foutou... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... .. 9

2-2-1-2-Bouillie d'igname... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10

2-2-1.-3-Foefou... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... .. 10

2-2-1-4-CosseUe d'igname.............................................................................. 10

2-2-1-5-Farine d'igname... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

3-Causes des pertes post-récollenl......... .. . . . . . . . .. . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . 11

3-1-Causes... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..... 11

3-2-Principaux symptômes des maladies post récolte...... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

3-3-Moyens de lutte...... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... 12

3-3-1-Conservations traditionnelles... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 12

3-3-2-Conservations traditionnelles améliorées et modernes...... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

11-Biopesticides... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 14

1-Différentes catégories de biopesticides... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... 15

1-1-Biopesticides microbiens......................................................................... 15

1-1-1-Bactéries... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 15

1-1-2-Charnpignons... 16

1-2-Biopesticides végétaux............................................................................. 16

Kouadio dongo césar - Master2/Management de la qualité et de la sécurité des aliments/2015-2016 viii

1-3-Biopesticides animaux............................................................................... 17

2-Avantages des biopesticides... ... ... . . . ... ... ... ... ... ... .. . .. . ... . .. ... . .. . .. ... ... . . . ... ... . .. . . . 17

ID-Utilisation des agents de contrôle biologique................................................... 18

I-Modes d'action des agents antagonites... ... . .. ... ... ... . . . ... ... . . . ... ... ... .. . ... ... .. . ... ... ... 18

1-1-Antibiose... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 19

1-2-Mycoparitisme... . . . .. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . .. . .. . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . 19

1-3-lnduction de résistance... . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 19

N -Genres Pseudomonas... . . . .. . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . 20

I-Caractéristiques du genre Pseudamonas.i. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .. .. .. 20

2-DisLribution écologique.............................................................................. 20

3-Quelques métabolites produits par les rhizobactéries du genre Pseudomonas............ ... 20

3-1-(DAPG)-2,4-Diacétyl ephJoroglucinol... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . .. . .. . . . . . . . . . . . .. 20

3-2-Phénazines... ... ... ... ... ... ... .. . ... ... ... ... ... ... ... ... . .. ... ... ... ... ... .. . ... ... . .. ... ... ... .. . 21

3-3-Pyrrolnitrine...... .. . .. . . . . . .. .. . . .. .. . .. . .. . . .. . . . .. . . .. . . . . .. . . . .. . .. . . . . . .. 21

V-Généralités sur Bacillus suhtilis... . .. 21

I-Bacillus subtilis et son environnement...... . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

MAIBRIEL ET METHODES........................................................................ 23

]-Matériel................................................................................................ 23

1-1-Matériel biologique...... . . . . .. . .. .. . . . . ... . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . .. . . . . .. . .. . . . . . . . .. . . .. . . . ... 23

2-Métbodes... .. . .. . .. . 23

Kouadio dongo césar - Master2/Management de la qualité et de la sécurité des aliments/2015-2016 ix

2-1-Enquête... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 23

2-1-1-Réalisation de l'enquête........................................................................ 23

2-2-Taille de l'échantillon............................................................................. 24

2-3-lsolement et identification phénotypique des microorganismes... .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. 24

2-3-1-Prélèvement de l'échantillon.................................................................. 24

2-3-2-'lsolement des levures et moisissures.......................................................... 24

2-3-3-Jdentification des levures et moisissures..................................................... 24

2-3-3-1-Etude macroscopique des levures et moisissures.......................................... 24

2-3-3-2-Etude microscopique des levures et moisissures.......................................... 25

2-3-4-Test de pathogénicité du champignon isolé.................................................... 25

2-3-5-Test d'antagonisme... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . .. . .. . .. . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . ... 25

2-3-5-1-Test d'antagonisme fongique in vivo...................................................... 25

RESULTATS ET DISCUSSION..................................................................... 27

!-Résultats............................................................................................... 27

I-l-Résultars des enquêtes............................................................................... 27

1-2-Champignons isolés... . . . . . . . .. . . . .. . . . . . . . .. . .. . . .. . .. .. . . .. . . . .. . .. . .. . .. . .. . . . . .. . . . . .. . 27

1-3-Aspect macroscopique et microscopique des champignons isolés... .. . .. . . .. . . . . .. . . . . . . 28

1-4-Efficacité in vivo de Bisubtilts, P jluorescens F 19 et de Pseudomonas CI vis-à-vis des 30 gennes isolés .

2-Discussion...... . . . . .. .. . . .. . .. .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .. . . . . . .. .. . .. . .. . .. . ... 33

Kouadio dongo césar - Master 2/Managemenl de la qualité et de la sécurité des alirnents/2015-2016 X

1

CONCLUSION ET PESPECTIVES.... .. .. . . . . . .. .. . . . . .. . . .. .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . 36

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES............................................................ 37

ANNEXE................................................................................................ 48

Kouadio dongo césar - Master 2/Management de la qualité et de la sécurité des alimcnts/2015-2016 xi

INTRODUCTION

L'igname (Dioscorea spp.) est une plante alimentaire de première importance dans de

nombreux pays tropicaux, qu'ils soient situés en Asie, en Amérique du Sud, en Afrique ou

plus particulièrement en Afrique de l'Ouest. Le tubercule d'igname est riche en amidon, et

assure un approvisionnement de base en énergie (Babaleye, 2003). Cette fonction nutritive ne

peut être remplie que si sa disponibilité est garantie par une conservation adaptée pour une

longue période (Coursey et Booth, 1977; Lancaster et Coursey, 1984; Asiedu, 1986). Le

cycle végétatif de l'igname ne permet en principe qu'une seule mise en culture par année et

les variétés précoces peuvent être consommées environ quatre mois avant les tardives

(Babaleye, 2003 ).

En Côte d'Ivoire, la production d'igname se partage entre l'espèce Disocorea alata (60%)

qui représente la quasi-totalité de la consommation familiale et Disocorea cayenensis (40%)

plutôt destinée à la commercialisation (Anonyme, 1991). La production annuelle d'igname

dépasse les 200 kg par habitant, ce qui la place au premier rang des cultures vivrières du pays.

Dans ces conditions, les pertes post récolte constituent un sérieux manque à gagner pour

l'agriculture ivoirienne.

La durée minimale de conservation, afin d'assurer une couverture annuelle des besoins est

de huit mois. D'autre part, il est connu que l'igname, de même que d'autres racines et

tubercuJes comme le manioc et le taro, subit des pertes post-récoltes élevées qui fluctuent

entre 25% et 60% (Asiedu, 1986; Booth et Coursey, 1977; Coursey et Lancaster, 1984).

Les pertes post-récoltes sont généralement dues aux insectes, aux nématodes, aux rongeurs

aux pertes d'eau par évaporation et au,'( microorganismes (Coursey, 1967; lkotun, 1986). Les

pourritures dues aux champignons occasionnent les plus grosses pertes de stockage (Jeger et

Otusanya, 1996). En Côte d'Ivoire, ce sont surtout Jes variétés du complexe Dioscorea

cayenensis-rotundata, qui sont à haut risque pour les pourritures (Girardin, 1996;

Tscbanneo, 2003). Les champignons du genre Penicilliwn sont selon Noon (1978), Ricci et

al. (1979) et Foua-Bi et a/.(1979), les agents pathogènes qui globalement causent les dégâts

les plus importants. Pour lutter contre les champignons des tubercules d'igname, différents

Kouodio dongo césar - Moster 2/Managemeat de la qualité et de la sécurité des a.liments/2015-2016 1

types de traitements sont utilisés. JI s'agit entre autre de fongicides tels que le Bénorrrvl el le

Captan (Ogundana, 1981) ainsi que le Thiabendazole (Foua-Bi et al, 1979) qui ont prouvé

leur efficacité. Cependant, la lutte chimique présente de nombreux inconvénients tels que le

coût élevé. la persistance des résidus sur les tubercules traités, l'apparition de souches

résistantes aux fongicides utilisés et l'impact négatif des traitements chimiques sur Ja santé et

sur l'environnement (Ogundana, 1981).

Au vu de ce qui précède, Ces dernières années, une attention particulière est accordée aux

méthodes de lutte non chimique. La lutte biologique utilisant des microorganismes non

pathogènes dans la lutte contre les pathologies post récoltes est une alternative prometteuse

(Welter et al, 2002). Ces microorganismes sont capables d'inhiber la croissance de ces

pathogènes (Jung et Kim, 2005). U s'agit entre autre de levures telles que Candida oleophila

(Lima et al, 1997) et des bactéries telles que Pseudomonas syringae (Northover et Zhou,

2002). Les agents de contrôle biologique (ou agent de biocontrôle) exercent une activité

antagoniste vis-à-vis des microorganismes phytopathogènes. Cette activité antagoniste peut

sexprimer à travers un ou plusieurs mécanismes d'action dont les plus couramment cités sont

la compétition pour l'espace et pour les éléments nutritifs, le mycoparasitisme (la production

d'enzymes lytiques), l'antibiose el l'induction de résistance chez la plante hôte (Zhao et al.,

2008).

Cette étude s'inscrit dans le cadre de la lutte biologique contre les microorganismes responsables des altérations post-récoltes.

Ainsi, l'objectif de ce travail est d'utiliser un ensemble de biopesticides (Pseudomonas

fluorescens Fl9, Bacillus subtilis GAI, Pseudomonas CI) en vue de palier aux problèmes

d'altérations microbiennes de l'igname.

Spécifiquement ce travail consistera à:

- isoler et identifier phénotypiquement les microorganismes responsables de l'altération de

J'igname au cours de son stockage:

-réaliser des tests de pathogénicité à partir des germes isolés;

-réaliser des tests de contrôle biologique à partir de Pseudomonas fluorescens F19, Bacillus

subtilis GAL Pseudomonas CI vis à vis des germes isolés.

Kouadio dongo césar- Master 2/Managemenl de la qualité et de la sécurité des alimcnts/2015-2016 2

REVUE BIBLIOGRAPIDQUE

1. Généralités

1.1. Racines et tubercules

Les racines et les tubercules, parmi lesquelles :figurent le manioc, la patate douce, la

pomme de terre et l'igname, représentent les principales cultures alimentaires destinées à la

consommation humaine en Afrique (Nteranya et Adiel, 2015). Elles sont cultivées dans des

environnements agro-écologiques et selon des systèmes de production variés, qui vont des

zones de haute altitude densément peuplées à des zones de plaine plus sèches, sujettes au"

sécheresses ou aux inondations. Ces quatre cultures représentent environ 95% de la

production totale de racines et de tubercules en Afrique et produisent plus de 240 millions de

tonnes par an pour une superficie de 23 millions d'hectares (Nteranya et Adiel, 2015).

La valeur agrégée de l'igname, du manioc, de la pomme de terre et de la patate douce

dépasse celle de toutes les autres cultures vivrières africaines, et est largement supérieure à la

aleur totale des cultures céréalières. Nutritionnellement, l'igname est une source essentielle

d'hydrates de carbone pour les consommateurs, en particulier dans les régions tropicales et

subtropicales (Coursey ,1967) Tel que présenté dans le tableau 1.

Il existe de nombreuses raisons impérieuses d'encourager la culture de ces racines et

tubercules aux fins d'une production alimentaire durable en Afrique. Ce sont des aliments de

base polyvalents permettant d'assurer la sécurité alimentaire de millions de personnes et de

produire de plus grandes quantités de nourriture par unité de surface de terres agricoles.

Kouadio dongo césar - Master 2/Maoagement de la qualité et de la sécurité des alimcnts/2015-2016 3

Tableau 1: Teneur en éléments nutritifs des racines et tubercules alimentaires de base

Composants (par portion de 1 OOg) Igname Patate douce Manioc

Eau (g) 70 79 60

Energie (kJ) 494 322 670

Protéine (g) 1.5 2 1.4

Hvdrates de carbone (g) 28 17 38

Fibre (g) 4.1 2.2 1.8

Sucre (g) 0.5 0.78 1.7

Calcium (mg) 17 12 L6

Magnésium (mg) 21 23 21

Phosphore (mg) 55 57 27

Potassium (mg) 816 421 271

Sodium (mg) 9 6 14

Zinc (mg) 0,24 0,29 0.34

Vitamine C (mg) 17, 1 19,7 20,6

Vitamine 86 (mg) 0,29 0,3 0,09

Source: librairie nationale de l'agriculture (2014).

1.2. Igname

L'igname (Dioscorea spp.) joue un rôle très important dans la sécurité alimentaire et les

systèmes de subsistance pour au moins 60 millions de personnes en Afrique de l'Ouest

(Nteranya et Adiel, 2015). Environ 57 millions de tonnes d'ignames (soit environ 93% de la

production mondiale) sont produites annuellement sur 4,7 millions d'hectares dans cette sous­

région, principalement dans cinq pays, à savoir le Bénin, la Côte d'Ivoire, le Ghana, le

Nigeria et le Togo. L'igname est la plus importante source de calories en Côte d'Ivoire et

compte parmi les trois premiers contributeurs au Bénin et au Ghana (Nteranya et Adiel,

2015). Cette culture apporte également une contribution substantielle en termes de protéines

Kouadio dongo césar - Mastcr 2/Managcmcnt de la qualité et de la sécurité des alimcnts/2015-2016 4

dans l'alimentation, en se classanl à la troisième place des sources d'approvisionnement en

protéines, c'est-à-dire bien avant le manioc, pourtant plus largement cultivé, et même avant

les sources de protéines animales (Nter·anya et Adiel, 2015). L'igname a donc une

signification qui va bien au-delà de celle d'autres cultures de la région. Alors que la

productivité, et même la production totale, stagnent, voire diminuent dans certaines régions, la

quantité des récoltes et des terres boisées consacrées à cette culture est encore en croissance

rapide. Au niveau régional, l'igname représente dans tous les pays concernés un bien

économique de premier ordre. À mesure que les revenus augmentent, les consommateurs

passent du manioc à l'igname (Nteranya et Adiel, 2015). Ce fait est partiellement lié aux

valeurs culturelles et aux préférences des consommateurs de ces régions. La production

d'igname se heurte à de nombreuses contraintes, dont les plus importantes sont la rareté des

semences de haute qualité de variétés locales populaires ou améliorées d'igname. les niveaux

élevés de pertes post-récoltes (près de 40%), (Nteranya et Adiel, 2015)

1.2.l. Botanique et taxonomie

L'igname est une plante annuelle dont le cycle végétatif est lié au cvcle saisonnier.

Elle se reproduit essentiellement par clonage et présente un système végétatif en trois points :

l'appareil racinaire, l'appareil caulinaire aérien et le tubercule (Savary, 1992). Le tubercule

est vivace. pluriannuel et peut prendre des proportions considérables (Coursey, 1967 ;

Degras, 1986). Le nombre des espèces de Dioscorea est estimé à plus de 600. Il est difficile

d'affirmer s'il s'agit simplement d'une espèce ou d'espèces variétales, c'est-à-dire cultivar.

Les mêmes espèces portent des noms différents selon leur origine. Par exemple. les

synonymes de Dioscorea alata sont Dioscorea atropurpurea. Dioscorea purpurea et

Dioscorea saliva.

La classification de l'igname se fait selon le schéma systématique suivant (Kati et al., 2004):

Règne

Superdivision

Division

Classe

Sous-classe

Ordre

Famille

Genre

Végétal

Spermatophytes

Magnoliophytes

Monocotylédones

Liliadae

Liliales/ Dioscoréales

Dioscoreacea

Dioscorea

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Les variétés d'igname diITèrent entre elles par la section et l'aspect extérieur des tiges, par la

forme des feuilles et leur position sur la tige, par la couleur brune, rouge, jaune, rosée, grise

ou noire des tubercules. En Afrique occidentale, les espèces courantes sont Dioscorea alata

Dioscorea esculenta, Dioscorea cayennensis-rotundata et Dioscorea dumetorum (Sabaté et

al., 2003).

1.2.2. Ecologie

La culture de l'igname nécessite un sol peu argileux (20 à 30 % d'argile au maximum)

associé à des particules sableuses qui sont nécessaires au développement du tubercule en

profondeur (afin d'éviter sa déformation). Ce sol, profond, bien drainé et relativement léger

(Martin, 1976; Kay, 1973) doit posséder une fertilité supérieure à celles généralement

requises par les autres plantes à racines et tubercules (Onwueme, 1978). L'igname est

normalement tolérante vis-à-vis du pH du sol (Martin, 1976). Abruna et al. (1983) ont

montré que certains cultivars de D. alata pouvaient être extrêmement sensibles à de faibles

ariations de pH. La plantation des semences se fait manuellement à une profondeur de 10 à

15 cm, chacune espacée de 30 à 35 cm. L'arrosage est effectué 30 min après la plantation

pour tasser les billons (FAO, 1990). L'apport d'eau au cours de la culture est de 900 mm. Cet

apport est nécessaire au cours de la germination et de la tubérisation. Un excès d'eau en fin de

tubérisation peut entraîner un ralentissement du développement voir la mort de la plante. La

culture d'igname est sensible au vent Il y a une nécessité de tuteurage jusqu'à J m20 de haut.

L'igname demande à être cultivée au soleil. En dessous de l 3°C, des problèmes de croissance

peuvent apparaître. La culture a besoin d'éléments minéraux (N, P, K) qui lui sont apportés

par des fertilisants. La réalisation d'un paiJJage permet de garder J 'humidité. de limiter le

développement des mauvaises herbes et d'empêcher que les feuilles ne sèchent au contact du

soleil (Hladik et al., 1984).

L'igname ne supporte pas des températures inférieures à 20°C. Elle exige pour son

développement des températures comprises entre 25°C et 30°C (Kay, 1973). L'igname est

relativement résistante à la sécheresse. Cependant, celle-ci est capable de réduire son

rendement lorsqu'elle se produit pendant la phase de développement maximal (Kay,

1973;0nwueme, 1978).

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Dioscorea alata Dioscorea esculenta Dioscorea cayenensis-rotoundata

Figure 1 : quelques variétés d'igname

1.2.3 Composition biochimique et chimique du tubercule

1.2.3.1. Composition biochimique

La teneur en protéine du tubercule d'igname varie de l % à 13 % (Kouassi, 1985·

Degras, 1986). Cette fluctuation est liée au matériel végétal, aux conditions

environnementales, à la durée de conservation et aux techniques culinaires. En outre. la teneur

en lipide du tubercule d'igname est très faible, environ 0,25 % de la matière sèche {Trèche et

Guion, 1979). La fraction lipidique est composée à plus de 50% des acides linoléique et

linolénique (Trêche, 1989). Bien que présente en faible quantité, la fraction lipictique possède

des fonctions physiologiques importantes pour la plante (Osagie et Opute, 1981 a, b).

Des sucres issus de la dégradation de l'amidon sont aussi retrouvés dans le tubercule

d'igname. Ce sont surtout le saccharose et le fructose. Leur concentration est généralement

inférieure à 1 %, sauf chez Dioscorea esculenra où elle atteint parfois 5 %, ce qui donne un

goût sucré à certaines variétés (Dumont et Marti, 1997).

Le tubercule d'igname à chair jaune est riche en caroténoïdes (carotènes et

xanthophylles). Martin et Ruberte (1975) ont trouvé des teneurs en caroténoïdes de 0,4 à 1.44 mg pour 100 g de partie comestible dans le tubercule d'igname jaune. Le tubercuJe

d'igname est généralement pauvre en riboflavine (0,03 mg/100 g de partie comestible) mais

contient des quantités appréciables de niacine (4 mg/100 g). TI contribue pour une grande part

à la couverture des besoins en thiamine (0,1 mg/100 g). La teneur moyenne en acide

ascorbique est de l O mg/100 g et celle de la pyridoxine est de 20,2 mg/100 g de matière sèche

(Le Berre et al., 1969)

Kouadio doogo césar- Master 2/Management de la qualité et de la sécurité des aJjments/2015-2016 7

1.2.3.2 Composition chimique

Le tubercuJe d'igname est une source non négligeable de sels minéraux. La teneur en

cendres est d'environ 1 % du poids frais (Dumont et Marti, 1997). Les espèces les plus

riches en minéraux sont le D. dumetorumei le D. schimperiana. Elles peuvent couvrir selon

Treche et Agbor (1986), 28% des besoins journaliers en calcium et 37% des besoins en

phosphore pour 500 g de partie comestible. Le Berre et al. (1969) ont montré que le

tubercule d'igname est relativement riche en calcium (130 mg/100 g de matière sèche) et en

phosphore (160 mg/100 g de matière sèche). La teneur en fibre alimentaire est assez faibJe

dans le tubercule d'igname frais, mais elle augmente considérablement au cours de la

conservation, en particulier chez l'igname D. dumetorum où elle est responsable du

phénomène de durcissement précoce dû à l'oxydation de ces fibres. C'est pourquoi l'igname

D. dumetorum est souvent vendue sous forme cuite sur les marchés (Bell, 2000).

1.3. Production mondiale

L'igname constitue le féculent dominant en Afrique sub-saharienne où la sécurité

alimentai.re pour une popuJation croissante est une question cruciale. Les cinq pays Ouest

africains énumérés dans le tableau 1 sont situés dans la traditionnelle " Zone igname" et a

représenté 93% de la production totale d'igname du monde en 2008 (FAO, 2010)

Tableau 1: Résumé des données de production mondiale de l'igname.

Espace cultivé Rendement Production Pourcentage

Emplacement (xtOOO ha) (t/ba) (X1000 t) mondial(%)

Monde 4.928 10.5 51.778 100,0

Afrique 4.718 10,6 49.833 96,3

Afrique de l'Ouest 4.443 10.8 48.101 93.0

Nigeria 3.045 11,5 35.017 67,7

ote d'ivoire 820 8,5 6.933 13,4

Ghana 299 11,9 3.550 6.9

Benin 205 8.8 1.803 3,5

Togo 63 10,2 638 L2

Source: FAO 2010

Kouadio don go césar - Mastcr 2/Managcmcnt de la qualité et de la sécurité des alimenL.J2015-2016 8

2. Utilisation de l'igname

2.1. Utilisation thérapeutique

ertaines espèces d'igname sont exploitées à des fins économiques incluant la

médecine où elles fournissent les deux tiers de la production mondiale d'hormones sexuelles

et de corticostéroïdes (BeU, 2000). Ces espèces sont utilisées par de nombreuses

pharmacopées pour traiter une grande diversité d'affection comprenant les troubles de la

sexualité, les problèmes liés à la reproduction, les troubles climatériques consécutives à la

ménopause, le diabète et les infections microbiennes (Kati-coulibaly et al., 2004). Depuis les

années quarante (40), certaines variétés d'ignames riches en diosgénine (Sapogénine)

constituent la principale source végétale pour la production industrielle de stéroïdes sexuels

(progestérone et oestradiol) et de corticoïdes. Parmi celles-ci, se trouvent les espèces

Dioscorea dumetorum, Dioscorea esculenta, Dioscorea cayenensis, Dioscorea alata et

Dioscorea bulbifera. La méthode basée sur une hémi-synthèse est inspirée du procédé de

MARKER Russel. Les produits dérivés issus de l'igname ont donc largement contribué au

développement de la contraception et par conséquent, au programme de contrôle des

naissances (Kati-Coulibaly et al, 2004). L'industrie pharmaceutique les utilise aussi pour

fabriquer des anti-inflammatoires, des stimulants métaboliques et les antidépresseurs (Asiedu,

1991). En Côte d'Ivoire, il a été découvert une activité antifongique remarquable chez

l'espèce Dioscorea minutiflora (Kati-Coulibaly et al., 2004).

2.2. Utilisation alimentaire

2.2.1 Produits dérivés de l'igname

Les procédés culinaires traditionnels sont ïe foutou, la bouillie d'igname, l'igname braisée

et le foufou.

2.2.1.1 Foutou

Les tubercules d'ignames sont épluchés, découpés en petits morceaux puis lavés à

l'eau. Ils sont cuits à l'eau bouillante jusqu'à leur ramollissement et pilés à chaud ou à froid

dans un mortier en bois. Au cours du pillage, de l'eau est utilisée pour le malaxage. Il peut

durer de 15 à 60 min en fonction de la texture (plus ou moins lisse) souhaitée de la pâte. Des

boulettes sont roulées manuellement à partir de cette pâte et servies avec des sauces. Ces pâtes d'ignames sont appelés Foutou (Mosso et al., 1996).

Kouadio dongo césar - Master 2/Management de la qualité et de la sécurité des aliments/2015-2016 9

2.2.1.2 Bouillie d'igname

Les tubercules d'igname sont épluchés, découpés en petits morceaux puis lavés à leau,

Ils sont cuits à l'eau bouillante salée el consommés tels quels ou en salade. en mélange avec

des légumes et assaisonnés d'huile ou de sauce (Osagie, 1992; Gbedolo, 1983).

2.2.l.3. Foufou

Les tubercules d'ignames sont épluchés, découpés en petits morceaux puis lavés à

l'eau. Us sont cuits à l'eau bouiUanle jusqu'à leur ramollissement et écrasé à chaud dans un

petit mortier en bois en y ajoutant de l'huile rouge. Cette opération peut durer de 15 à 45 min

en fonction de la texture (plus ou moins lisse) souhaitée de la pâte. Des boulettes sont roulées

manuellement à partir de celte pâte el servies avec des sauces. Ces pâtes d'ignames sont

appelés Foufou (Mosso et al, 1996).

2.2.1.4. Cossettes d'igname

Le système technique de transformation des tubercules d'igname en cossettes était

traditionnellement mis en œuvre en milieu rural pour valoriser les parties proximales et

distales des tubercules et ceux de petites tailles, dans le but de conserver une partie de la

récolte pour les périodes de soudure (Attaie et al., 1998). Les cossettes constituent un produit

intermédiaire stabilisé. plus facile à conserver que les tubercules frais. Avant la

consommation, les cossettes sont concassées puis moulues en farine. Pour la fabrication de

cossettes d'igname, les tubercules sont épluchés, découpés ou non en morceaux, puis cuits à

l'eau bouillante et séchés au soleil (Dumont, 1995). Le rendement de transformation est de

100 kg de cassettes (dont la teneur en eau est de 12 %) pour 240 kg de tubercules frais. Les

cassettes séchées peuvent être conservées pendant plusieurs mois, voire plus d'un an.

Cependant, si les conditions de stockage ne sont pas optimales, les cassettes peuvent être

infestées par des insectes foreurs et/ou contaminées par des moisissures. Les dégâts peuvent

alors être importants au bout de quelques mois (Attaie et al., 1998).

2.2.1.5. Farine d'igname

La farine d'igname résulte du broyage de tubercules épluchés, découpés, cuits à l'eau

bouillante et séchés à l'étuve. Elle est issue du tubercule de l'igname D. a/ata provenant des

Philippines qui a une pulpe de coloration violette liée à la présence de polyphénols.

L'incorporation d'amidon de manioc dans cette farine (environ 5%) permet de pallier ce

problème responsable du rejet du produit par le consommateur (Rosario et Matit, 1984).

Kouadio dongo césar - Master 2/Management de la qualité et de la sécurité des alimcnts/2015-2016 10

L'espèce D. dumetorum est considérée comme la plus intéressante pour la fabrication de

la farine, en raison de sa teneur assez élevée en protéines et du fait que les tubercules ne

subissent pas de coloration au cours du procédé de transformation. La fabrication de farine de

tubercules de l'igname D. dumetorum n'est donc possible que si la durée de conservation des

tubercules frais est assez courte et insuffisante pour altérer leurs caractéristiques

organoleptiques (Attaie et al., 1998).

La farine à base d'ignames esl utilisée dans diverses préparations culinaires. Réhydratée

elle permet de reconstituer des pâtes élastiques, distinctes du foufou et du fout ou (Dumont,

1995; Coursey et Ferber, 1979). La farine réhydratée permet également, après roulage et

cuisson à la vapeur, de reconstituer le couscous d'igname. Elle sert aussi à préparer des desserts instantanés tels que le ha/aya aux Ph.ilippines. Ce plat est composé d'un mélange de

farine d'igname, de lait condensé, de sucre, d'eau et de vanille; le tout étant cuit au four

pendant une heure (Rosario et Matit, 1984).

3. Causes des pertes post-récoltes

3.1. Causes

Les populations des zones tropicales et subtropicales ont généralement recours à des

méthodes traditionnelles pour stocker leur récolte d'igname. Ces méthodes varient d'un pays à

l'autre el d'une région à l'autre en fonction du climat. des ressources naturelles et des

coutumes (Kati et al, 2004). L'igname est stockée pour deux raisons: conservation de la

semence pour l'année suivante el conservation des tubercules pour la consommation.

Toutefois, les ignames destinées à la consommation ne peuvent être stockées pendant plus de

6 mois. Selon Coursey et Martin (1972), plus d'un million de tonnes de tubercule d'ignames

sont chaque année perdues en Afrique occidentale. Les sources de dégradation lors du

stockage sont la moisissure, les insectes et la germination.

3.2. Principaux symptômes des maladies fongiques

Les symptômes varient avec une coloration variable en fonction de l'agent pathogène

envahisseur. Les tissus infectés deviennent dur et sec lorsque les tubercules sont infectés par

Penicilium oxalicum et Penicilium cyclopium, les tubercules virent au brun, et deviennent dur

et sec en préservant leur intégrité, sauf lorsque les tissus ont été envahis par Sclerotium

marcescens (IlTA, 1993). Lorsque les tubercules sont infectés par Aspergillus niger et A tamari, ces tissus virent ensuite au brun avec une marge jaunâtre.

Kouadio doogo césar - Master 2/Management de la qualité et de la sécurité des alimeots/2015-2016 11

La pourriture molle est associée aux champignons du genre Rhizopus spp, Mucor

circinelloides. Sclerorium rolfsii, et Rhizoctonia solani et Armillariella mellea (lkotun 1983,

1989; Green et al., 1995; Amusa et Baiyewu, 1999). Les tissus infectés deviennent mous,

ramifiés par le mycélium fongique. La pourriture humide quant à elle est caractérisée par le

suintement de liquide blanchâtre sur du tissu lorsqu'il est pressé. Ce symptôme est

généralement associé à une bactérie Erwinia carotovora (IITA, 1993; Amusa et Baiyewu,

1999).

3.3. Moyens de lutte

Les modes de conservation sont d'autant plus efficaces qu'ils mettent les tubercules

d'igname à l'abri des ravageurs el des parasites. Ils leur permettent de minimiser les pertes

sous l'influence des facteurs physiques et physiologiques. Les modes de conservation

permettent de lutter contre les maladies dont ils sont éventuellement déjà atteints (Trêche,

1989).

3.3.1. Conservations traditionnelles

Les modes de conservation traditionnels des tubercules d'igname dépendent de la variété

de la durée de conservation espérée, des quantités, du Lemps disponible pour la mise en stock

et des habitudes régionales (Serpantie, 1982; Koné, 1983; Lancaster et Coursey, 1984). Les

méthodes de stockage les plus fréquentes sont la conservation en buttes, en tas. en fosses. sur

les plates-formes, sur les claies el en paillotes (Girardin, 1996).

La conservation en buttes est une technique très rudimentaire. En principe. elle est

réservée aux variétés à deux récoltes (D. cayenensis-rotundata). Les tubercules de la première

récolte sont détachés des pieds et ensuite conservés dans la butte, jusqu'à ce qu'ils soient

consommés. La conservation en terre est aussi fréquemment utilisée pour le cultivar "Bètè­

bètè" (D. alataï qui supporte une récolte différée jusqu'à trois mois après la sénescence des

tiges (Girardin, 1996).

Les fosses sont parfois utilisées pour la conservation des tubercules de l'igname D.

cayenensis-rotundata. Les tubercules rangés, sont directement recouverts de terre ou de paille

de tiges sèches d'igname. Ils sont protégés par des branches épineuses. Cette méthode de

stockage concerne les ignames à une récolte et la première récolte des ignames à deux

récoltes. Les fosses permertent à ces dernières d'atteindre leur maturité physiologique

(Girardin, 1996) qui correspond à l'atteinte de leur niveau minimal de l'intensité respiratoire

(Daudet, 1980).

Kouadio dongo césar - Mnster 2/Management de la qualité et de la sécurité des aliments/2015-2016 12

La conservation en vrac au sol est la disposition de tubercules d'igname, en tas à même le

sol, souvent de forme pyramidale, sous un abri ombrageux, et recouverts de feuillage ou de

tiges de plantes (Amani et al., 2010) La conservation en vrac au sol est généralement

pratiquée avant le stockage définitif, dans des structures assurant une meilleure protection.

Les tubercules sont souvent disposés en tas, à des endroits protégés du soleil et des

inondations. La taille des tas est réduite afin de permettre une meilleure ventilation. Cette

technique particulièrement adaptée à la région des savanes tropicales où souffle lill vent sec

(Harmattan), pendant la période d'exécution de cette pratique (d'octobre à janvier). tend à

disparaître dans certaines localités.

La plate-forme est généralement soutenue par des pilotis. Elle reçoit des tubercules

d'igname qui seront entassés et couverts de branchages ou de palmes, les protégeant de

l'humidité, de l'attaque des rongeurs et du soleil. C'est un mode de conservation intermédiaire

entre le tas et la claie (Girardin, 1996).

La claie verticale est la méthode de conservation des tubercules d'ignames la plus

répandue en Côte d'Ivoire (Girardin, 1996). U s'agit d'une claie d'environ deux mètres de

haut qui est constituée de branches plantées verticalement dans le sol et reliées entre elles par

trois traverses, une en haut, une au milieu et une au bas du bâti. Le tout est fixé à plusieurs

poteaux verticaux. Les tubercules d'igname sont attachés aux bois verticaux et ensuite

légèrement ombragés au moyen de feuilles de palme, qui avec l'orientation est-ouest évitent

une trop forte insolation. Cette méthode est à la fois utilisée pour la conservation des

tubercules des ignames D. alata et D. cayenensis-rotundata. Elle est la seule utilisée pour la

conservation des tubercules de l'igname D. cayenensis-rotundata, cv "Krenglè" (Girardin,

1996).

La paillote est de forme prismatique ou conique. Elle est construite au moyen de quelques

branches, qui sont ensuite couvertes de tiges de mil, de sorgho ou à défaut de paille. Les

tubercules d'igname sont entassés à même le sol, sous cet abri sommaire. La cabane décrite

par Deferne (1984) est une forme élaborée de paillote. Elle est plus spacieuse et est constituée

de murs de terre, de bois ou de briques. Le toit est recouvert de palmes, de chaumes ou de

tôle.

3.3.2. Conservations traditionnelles améliorées et modernes

Elles sont inspirées des méthodes traditionnelles et utilisent des moyens et des

technologies plus élaborées. Une conservation des tubercules d'igname à 15°C. combinée à

un traitement fongicide, a permis de maintenir Jes taux de pertes des tubercules d'igname en

Kouadio dongo césar - Master 2/Management de la qualité et de la sécurité des aliments/2015-2016 13

dessous de 10 % après 6 mois de conservation. La germination a pu être totalement inhibée

par cet abaissement de température (Demeaux et Vivier, 1984). Le problème de cette

technique est son coût qui varie entre 700 el 800 FCF A par kg de tubercule, ce qui est souvent

supérieur au prix que reçoit le producteur pour un kg de tubercule d'igname (Girardin,

1996).

Une ventilation forcée pourrait réduire considérablement les pertes de matière fraîche

même lorsqu'elle est appliquée au stockage traditionnel. Après une conservation des

tubercules d'igname de 44 semaines, les taux de pertes de la matière fraîche étaient de 90 %

sur claie ou en enclos ombragé alors qu'avec une ventilation forcée continue ou intermittente

ils n'étaient que de 18,5% et 15,7% (Mozie, 1984). Cette dernière méthode pourrait s'avérer

intéressante pour les planteurs et les grossistes qui ont accès à l'électricité.

La conservation des tubercules d'igname dans une fosse bien ventiJée a permis de limiter

les taux de pertes de matière fraîche, qui étaient comprises entre 15% et 25 % après 5 mois de

conservation tandis que les tubercules stockés sur claies ont enregistré des taux de pertes

s'élevant à 60 %, durant la même période de conservation (Ezeike, 1985).

Le stockage en chambre froide est particulièrement efficace car il permet de diminuer

l'intensité respiratoire, d'inhiber la germination (Amon, 1973), de ralentir le développement

des nématodes (Thompson et al, 1973) et la prolifération de nombreuses espèces fongiques

et bactériennes (Noon et Colhoun, 1979). Néanmoins, il faut se garder de descendre en

dessous de la température critique, à partir de laquelle se produisent les dégradations dues au

froid en n'omettant pas d'utiliser des fongicides contre les agents pathogènes capables de se

développer à basses températures (Foua-Bi et al., 1980; Demeaux et Vivier, 1984). Ce mode

de stockage est couteux car il suppose des instaUations frigorifiques suffisamment

performantes pour maintenir les tubercules d'igname à des températures proches de l5°C.

n. Les biopesticides

Les biopesticides sont des organismes vivants ou produits issus de ces organismes ayant la

particularité de supprimer ou limiter les ennemis des cultures. Ils sont utilisés depuis des

siècles par les fermiers et paysans. De nos jours, ils sont classés en trois grandes catégories

selon leur origine (microbienne, végétale ou animale) et présentent de nombreux avantages

(Jovana D et al., 2013). Ils peuvent être aussi bien utilisés en agriculture conventionnelle

qu'en agriculture biologique, certains permettent aux plantes de résister à des stress abiotiques

et d'une manière générale, ils sont moins toxiques que leurs homologues chimiques. Même

Kouadio dongo césar· Master 2/Managemeot de la qualité et de la sécurité des alimeots/2015-2016 14

s'ils ont souvent la réputation d'être moins efficaces que ces derniers. Le développement futur

des biopesticides est dépendant de nombreux facteurs, comme les politiques

gouvernementales tant en matière de soutien à la recherche que de règlementation, les

stratégies des grands industriels du secteur phytosanitaire et l'évolution des choix des

consommateurs. (Jovana D et al; 2013)

l. Différentes catégories de biopesticides

1.1. Biopesticides microbiens

Cette catégorie comprend les bactéries, champignons, oomycètes, virus et protozoaires.

L'efficacité d'un nombre importanl d'entre eux repose sur des substances actives dérivées des

micro-organismes. Ce sont, en principe, ces substances actives qui agissent contre le bio­

agresseur plutôt que le micro-organisme lui-même (Jovana D et al; 2013).

1.1.1. Bactéries.

Les biopesticides à base de Bacillus thuringiensis sont les plus commercialisés. Ils ont

une action insecticide. Bacillus thuringiensis est une bactérie à Gram+ qui produit, durant sa

phase stationnaire de croissance, des protéines cristallines appelées delta-endotoxines ou pro­

toxines Cry. Ces protéines sont libérées dans l'environnement après la lyse des parois

bactériennes lors de la phase de sporulation et sont actives, une fois ingérées par les

ravageurs, contre les lépidoptères, les diptères et les larves de coléoptères (Rosas-Garcia,

2009). Des espèces bactériennes du genre Bacillus utilisant des mécanismes d'action autres

que celui employé par B. thuringtensis peuvent également protéger les plantes. Il y a, parrm

ces espèces, des souches de Bacillus licheniformis, Bacillus amylolique faciens ou Bacillus

subtilis. Bacillus amylolique facienset B. subtilis sont que capables de coloniser les racines

des plantes et de produire des molécules de nature lipopeptidique qui sont les surfactioes, les

iturines et les fengycines. Ces dernières peuvent soit activer les défenses des plantes, soit

avoir un effet antibactérien ou antifongique direct (Pérez-Garcia et al., 2011). Des bactéries

appartenant à d'autres genres que le genre Bacillus ont également été développées en tant que

biopesticides. Ainsi, la souche Pseudomonas chlororaphis MA342 est utilisée dans la

prévention et le traitement de certains champignons des graines de céréales comme

Drechslera teres, agent de lhelrninthosporiose de l'orge (Tombolini et al., 1999).

Pseudomonas chlororaphis MA342 protège également le blé et le seigle contre la fusariose et

la septoriose. Plusieurs modes d'action sont proposés pour justifier son efficacité. Cette

bactérie pourrait agir contre les champignons phyto pathogènes par antibiose directe, par

concurrence spatiale et nutritive ou en activant les défenses des plantes (Boulon, 2010).

Kouadio don go césar - Master 2/Management de la qualité el de la sécurité des aliments/2015-2016 15

1.1.2. Champignons

Outre les bactéries et les virus, certains champignons présentent des activités contre les bio­

agresseurs et sont exploités en tant que biopesticides. Coniothyrium mini/ans est connu pour

parasiter les champignons du genre Sclerotinia spp. Ce genre fongique se retrouve dans Je sol

el est à l'origine de la maladie appelée pourriture blanche qui peul affecter de nombreuses

cultures dont la carotte, le haricot, le colza ou le tournesol. Coniothyrium minitans est connu

pour pénétrer dans les sclérotes de Sclerotinia sc/erotiorum soit par des craquelures situées à

l'extérieur de cette forme de conservation du champignon, soit en s'introduisant par l'écorce

extérieure en suivant une voie intercellulaire. Le parcours intracellulaire de C. minitans est

possible car il produit des enzymes de dégradation des parois telles que les chitinases ou les P- 1,3 glucaaases. En plus de ces enzymes extracellulaires, diverses molécules pouvant

intervenir dans les mécanismes d'action contre Sclerotinia spp. ont été identifiées dans des

cultures de C. mini/ans. Parmi ces molécules, il y a des 3(2H)-benzofuranones, des

chromanes, des métabolites antifongiques ainsi que la macrosphelide A connue pour inhiber

l'adhésion des cellules de mammifères et qui, à de faibles concentrations, inhibe la croissance

de Sclerolinia sclerotiorum et de Sclerotinia cepivorum (Mc Quilken, 2003).

Plusieurs souches du champignon filamenteux du genre Trichoderma spp. sont utilisées pour

la protection biologique des plantes. Elles ont généralement une activité antifongique contre

plusieurs pathogènes du sol ou contre des pathogènes foliaires (Dodd et al., 2003).

Trichoderma atroviride est notamment utilisé pour la protection biologique de la vigne

(Longa, 2009). L'activité de bio-contrôle de cette souche est attribuée à plusieurs mécanismes

d'action qui agissent en synergie. Parmi ces mécanismes d'action, il y a la compétition pour

les nutriments, lantibiose, ou la production d'enzymes spécifiques de dégradation des parois

cellulaires comme les chitinases ou protéases (Brunner, 2005).

1.2. Biopesticides végétaux

Les plantes produisent des substances actives ayant des propriétés insecticides, aseptiques ou

encore régulatrices de la croissance des plantes et des insectes. Le plus souvent, ces

substances actives sont des métabolites secondaires qui, à l'origine, protègent les végétaux

des herbivores. Le biopesticide d'origine végétale le plus utilisé est l'huile de oeem, un

insecticide extrait des graines d'Azadirachta indica (Schmutterer, 1990). Plusieurs molécules

dont I'azadirachtine. la nirnbidine, la nimbidinine, la solanine, le déacétylazadirchtinol et le

méliantriol ont été identifiées comme biologiquement actives dans l'huile extraite des graines

Kouadio dongo césar - Mastcr 2/Managcment de la qualité el de la sécurité des aliments/201S-2016 16

de neem. L'azarachtine. un mélange de sepl isomères de tétranortritarpinoïde, est le principal

ingrédient actif de cette huile et a la propriété de perturber la morphogénèse et le

développement embryonnaire des insectes (S •. ivastava et al., 2007; Correia, 2013).

D'autres extraits de plantes ont des activités insecticides ; ainsi, Tanacetum

(Chrysanthemumï cinerariae folium, plus communément appelé pyrèthre, est une plante

herbacée vivace cultivée pour ses fleurs dont une poudre insecticide est extraite. Ses principes

actifs. appelés pyréthrines, attaquent le système nerveux de tous les insectes. Cependant, ces

molécules naturelles sont rapidemenl dégradées par la lumière. Il v a sur le marché des

pyréthrinoïdes de synthèse qui sont beaucoup plus stables que leurs homologues naturels.

Quassia amara est un arbre d'Amérique dont est extraite la quassine, un insecticide qui a

montré une faible toxicité pour l'Homme, les animaux domestiques et les insectes utiles.

1.3. Biopesticides animaux

Ces biopesticides sont des animaux comme les prédateurs ou les parasites. ou des molécules

dérivées d'animaux, souvent d'invertébrés comme les venins d'araignées, de scorpions, des

hormones d'insectes. des phéromones (Goettel et al., 2001; Saidemberg, 2009; Aquiloni et

Cherardi, 2010).

La coccinelle est l'insecte auxiliaire le plus connu. La coccinelle Rodoliacardinalis

prélevée en Australie est couramment utilisée comme prédateur de la cochenille Jceryapur

chasi. Même si elle a été introduite dès le l 9e siècle en Californie pour enrayer la destruction

des agrumes, les iles Galàpagos n'ont autorisé son introduction qu'en 2002 (Calderon et

Alvarez, 2012). Les effets des biopesticides d'origine animale et plus particulièrement des

insectes auxiliaires sur la faune locale sont minutieusement étudiés avant Leur utilisation.

Comme les coccinelles, les acariens utilisent la prédation pour se nourrir de certains

insectes ravageurs des plantes. C'est l'activité parasitique des nématodes comme

Phasmarhabditis hermaphrodita qui est utilisée pour la lutte contre les limaces et les

gastéropodes en général.

2. Avantages des biopesticides

Les biopesticides offrent de nombreux avantages. Leur nature permet leur utilisation aussi

bien en agriculture biologique qu'en agriculture conventionnelle. Il est cependant à noter que,

dans certains pays, la règlementation en vigueur ne permet pas l'utilisation en agriculture

biologique de tous les biopesticides commercialisés sur leur territoire. Si la substance active

de ces produits ne pose pas de problème règlementaire, leurs co-formulants peuvent ne pas

Kouadio dongo césar- Master 2/Managemcnt de la qualité et de la sécurité des afonents/2015-2016 17

être compatibles avec ce type dagriculture. Ainsi, il est recommandé aux agriculteurs

utilisant les produits biologiques de consulter Jes listes de produits commerciaux à base de

biopesricides autorisés par leur organisme certificateur avant toute utilisation.

Certains biopesticides microbiens présentent des bénéfices supplémentaires à leur rôle de

protection. Les champignons du genre Trichoderma ont la particularité de faciliter

l'absorption d'éJéments même, il a été récemment mis en évidence que certains micro­

organismes endophytes et/ou certaines rhizobactéries favorisant la croissance des plantes

(Plant Growth Promoting Rhizobacteria ou PGPR) peuvent conférer à certaines cultures une

tolérance aux stress abiotiques comme la sècheresse (Compant et al., 2010 ; Wang et al.,

2012). La plupart des bactéries commercialisées en tant que biopesticides font partie du

groupe des PGPR, comme Baci!lus subtilis et sont connues pour leur capacité à favoriser la

croissance des plantes.

Ill. Utilisation des agents de contrôle biologique

La lutte biologique grâce à l'utilisation de microorganismes antagonistes apparaît comme

une alternative ou un complément prometteur à l'utilisation des fongicides synthétiques.

Cependant, par rapport au nombre de molécules de synthèse homologuées dans le monde. le

nombre d'agents de lutte biologique homologués pour le contrôle des maladies reste

insignifiant (1 à 2 % de marché) (Jijakli et Lepoivre, 1995). Les limites qui freinent le

développement de la lutte biologique quelle que soit la culture à protéger sont, l'efficacité ou

le maintien de celle-ci pendant une période suffisamment longue, la possibilité d'une

production à grande échelle el la rentabilité économique d'une telle lutte.

1. Modes d'action des agents antagonistes

L'activité antagoniste peut s'exprimer à travers un ou plusieurs mécanismes d'action, Les

plus couramment cités sont la compétition pour l'espace et pour les éJéments nutritifs, le

mycoparasitisme (avec entre autre la production d'enzymes lytiques), l'antibiose et

I'mduction de résistance chez la plante hôte.

1.1. Antibiose

La sécrétion de substances antibiotiques est un phénomène très commun dans la nature. De

nombreux microorganismes produisent ces métabolites et agissent en provoquant une

altération de la germination, de la croissance et/ou de la sporulation du pathogène. une

distorsion des hyphes du pathogène, une modification de l'aspect des colonies et une

production de formes spécifiques comme les pseudo parenchymes (Campbell, 1989). Une

Kouadio dongo césar - Master 2/Managemenl de la qualité el de la sécurité des aliments/2015-2016 18

récente étude a montré que le filtrat de culture de l'antagoniste T harzianum peut

complètement inhiber la germination et causer des gonflements au niveau des conidies des

pathogènes responsables de la pourriture du collet du bananier par le mécanisme d'antibiose

(Alvindia et Natsuaki, 2008). Madrigal et Melgarejo (1994) ont montré que la flavipine, un

antibiotique sécrété par Epicoccum nigrum, agit vis-à-vis de Monilia taxa (agent de la

pourriture brune du pêcher) par une action multisite en inhibant la respiration celluJaire et la

synthèse d"ATP et de protéines. De plus, la capacité de pénétration des substances

antibiotiques permet d'obtenir une protection contre les infections qui ont lieu avant

l'application de l'agent antagoniste (Droby et Chalutz, 1994). leur conférant une action

curative.

1.2. Mycoparasitisme

Le mvcoparasitisme est une relation trophique qu'établit un microorganisme au détriment

d'un cbampignon. La chitine et le {3-1,3-glucan (laminarine) sont les principaux constituants

de la paroi de la plupart des champignons (Bartnicki, 1968). Ainsi les agents antagonistes

produisant les enzymes lytiques comme la glucanase et la chitinase, ont pour mécanisme

d'action le parasitisme par la dégradation des parois du pathogène.

Le processus d'intervention des antagonistes par myccparasitisrne est très complexe el peut

se produire en plusieurs étapes successives qui sont généralement très spécifiques à 1 'espèce

du pathogène (Cbet et al, 1998). Certains agents antagonistes ont, la capacité d'adhérer

spécifiquement aux hyphes el aux conidies des champignons pathogènes avant de produire les

enzymes lytiques. Il a été suggéré qu'un fort attachement des cellules de l'antagoniste peut

stimuler l'activité de tous les composés extracelluJaires possédant une action enzymatique ou

antibiotique (Cook et al, 1997). Cependant, d'autres études ont montré que c'est la

production des enzymes lytiques par les cellules des antagonistes en présence du pathogène

qui améliore la capacité de celles-ci à s'attacher an,"< hyphes du pathogène (Chan et tian,

2005).

1.3. Induction de résistances

Dans Je cas des maladies post-récoltes, plusieurs études ont montré que certains

antagonistes peuvent établir des interactions part.icuJièrement avec les tissus blessés, qui

permettent d'accélérer les processus de cicatrisation et d'induire les processus de résistance

chez l'hôte (Droby et Chalutz, 1994). Le traitement des pommes avec Candida saitoana

induit une résistance systémique vis-à-vis de Botrytis cinerea qui semble être corrélé avec

I'augrnentation de l'activité de chitinase el f.3-1,3-glucanase (El ghaouth et al., 2003).

Kouadio dongo césar· Master 2/Managemeut de la qualité et de la sécurité des aliments/2015-2016 19

IV. GenJ"e Pseudomonas

1. Caractéristiques du genre Pseudomonas

Les Pseudomonas appartiennent au phylum de Proteo bacteria de la classe des

Gammaproteo bacteria et de l'ordre des Pseudomonales. Ce sont des bacilles à Gram négatif,

droits et fins, aux extrémités arrondies, d'une taille moyenne de 2 sur 0,5 µm (Palleroni,

2010). Ces bactéries sont mobiles grâce à une ciLiature polaire monotricbe, lophotriche ou

multitricbe. Elles se cultivent sur des milieux usuels non enrichis et sont capables d'utiliser de

nombreux substrats hydrocarbonés comme sources de carbone et d'énergie. Elles présentent

un type respiratoire aérobie strict et un type métabolique chimio-organotrophe oxydatif

2. Distribution écologique

Dans le sol, les Pseudomonas représentent une grande fraction de la communauté

microbienne et partagent leur milieu avec des commensaux représentés principalement par les

genres Bacillus et Aclinomyces. On les retrouve sous tous les horizons, particulièrement sur

les systèmes racinaires des plantes. Les différentes espèces de Pseudomonas qui colonisent la

rhizosphère possèdent plusieurs caractéristiques intrinsèques qui les rendent particulièrement

intéressantes pour une utilisation comme agents de lutte biologique. Premièrement, leur

capacité à coloniser les racines et à y maintenir une forte densité de population est

remarquable (Raas et Keel, 2003). Cette grande rhizocompétence vient sans doute de leur

taux de croissance qui est plus élevé que celui de la plupart des autres rhizobactéries et aussi,

de leur capacité à métaboliser efficacement plusieurs composés des exsudats racinaires (Bass

et keel, 2003)

3. Quelques métabolites produits pal" les rbizobactéries du genre Pseudomonas

3.1. (DAPG)-2,4-Diacétbyl epbloregtucinol

Les phloroglucinols sont des métabolites secondaires phénoliques produits par des

plantes, des algues et des bactéries. Plus d'une soixantaine de dérivés ont été décrits pour

leurs activités antimicrobiennes, antivirales, phytotoxiques, cytotoxiques et antioxvdantes

(Dwivedi et Jobri, 2003). De ce nombre, l'activité antirnicrobienne a attiré plus l'attention

des chercheurs. En effet, plusieurs études ont démontré que les souches de Pseudomonas spp

productrices de DAPG peuvent inhiber une large gamme d'agents phytopathogènes i.ncluant

bactéries, champignons et nématodes.

Kouadio don go césar - Master 2/Managemeol de la qualité et de la sécurité des aliments/2015-2016 20

3.2. Phénazines (PHZ)

Les phénazines représentent une vaste famille de molécules hétérocycliques azotées

fortement pigmentées et capables d'une action antibiotique à large spectre. La capacité des

bactéries à les produire est limitée chez certains membres du genre Pseudomonas. Plus de 50

phénazines sont présentement connues, ayant toutes le même noyau hétérocyclique.

Cependant certaines souches peuvent produire simultanément jusqu'à 10 dérivés différents

(Chin-a-Woeng et al., 2003).

3.3. Pyrrolnitrine (PRN)

La pyrrolnitrine est un antibiotique à large spectre isolé pour la première fois dans les

années soixante à partir de Pseudomonas pyrrocinia. Ce composé a été aussi isolé chez

plusieurs autres espèces de bactéries incluant Myxococcus jluvus. Enterobacterag glomerans,

Serratia sp, ainsi que plusieurs Pseudomonas et Burkholderia (Hammer et al., 1999). Ce

métabolite très actif a également connu un usage médical pour Je traitement des mycoses

cutanées tandis qu'un dérivé de la molécule a été développé comme fongicide agricole

(fludoixonil) (Mc spadden et al., 2001). La production de ce composé par P. fluorescens est

impliquée dans le contrôle de certains agents pathogènes racinaires comme Fusarium

oxysporum (Howell et Stipatovic, 1980).

V. Généralités sur Bacillus subtilis

Bacillus subtilis fait partie de l'embranchement des Firmicutes (bactéries à Gram

positif), de la classe des Bacilli. n appartient à l'ordre des Bacillales, de la famille des

Bacillaceae et du genre Bacillus. Les bactéries qui composent ce genre sont des aérobies

stricts ou facultatifs, en bâtonnets. Bacillus subtilis est une bactérie catalase positive. Elle est

capable de former des endospores. B. subtilis est une bactérie mésopbile. Elle est facilement

cultivable en laboratoire à des températures de 30-37°C. Sa température maximale de

croissance est de 51°C. Elle est chimio-organotrophe (utilisation de l'énergie chimique des

composés organiques). Elle a la possibilité d'oxyder une grande variété de composé

organique. Elle est non pathogène pour l'homme (Chtoui, 2011). Une variété de B. subtilis

(Bacillus subtilis natto) sert également à fabriquer le « natto », un plat traditionnel japonais à

base de soja fermenté (Marchadier, 2009).

1. Bacillus subtilis et son environnement

Bacillus subttlis est une bactérie du sol, facilement isolable de la rhizosphère de

nombreuses plantes (Vullo et al, 1991). Cet habitat naturel contient une grande variété de

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carbohydrates incluant de nombreux polysaccharides issus des plantes. des animaux et des

microorganismes. B. subtilis est particulièrement active dans les couches supérieures du sol {l

à 3 cm) où l'oxygène est encore facilement accessible. La bactérie adapte son temps de

génération en fonction des conditions environnementales. En milieu riche. la bactérie a un

temps de génération rapide alors qu'en milieu pauvre son temps de génération s'allonge. Tl

peut varier de 20-30 minutes jusqu'à 1000 minutes (Sonenshein et al, 2002).

B. subtilis a la capacité remarquable de former des spores afin de se protéger de

contraintes environnementales défavorables. Elle est sensible à des modifications de pH, de

température et d'atmosphère du sol. Elle est aussi sensible à la densité de population, à la

présence d'ions métalliques, ainsi qu'à la disponibilité des composés nutritifs. Les réponses

adoptées par la bactérie pour s'adapter à ces conditions sont multiples. Elle peut synthétiser

des enzymes qui vont dégrader les macromolécules extracellulaires. Ceci lui permettra de

rechercher des sources de carbone alternatives. Elle a la capacité de sécréter des antibiotiques

pour éliminer les compétiteurs (Ongena, 2014).

Cette bactérie peut aussi induire des systèmes de motilité et de chimiotactisme. Ce qui

lui permettra de se diriger vers de nouveaux nutriments ou fuir des conditions défavorables

pour sa survie. Elle peut également choisir de s'orienter vers une de ses deux voies de

développement 'auxiliaire'. La voie d'induction de sa compétence naturelle pour capter de

l'ADN exogène, ce qui peut lui conférer un avantage génétique. Dans des circonstances

extrêmes, l'abandon de son cycle de croissance pour entrer en dormance pour former une

spore (Marchadier, 2009).

Kouadio don go césar - Master 2/Management de la qualité et de la sécurité des aJiments/2015-2016 22

MATERIEL ET METHODES

1. Matériel

1.1. Matériel biologique

Le matériel biologique utilisé dans celte étude est constitué de l'espèce d'igname (Dioscorea

cayenensis-rotundataï variété "Kponan" qui est l'une des variétés la plus consommée. Deux

types d'igname ont été utilisés, il s'agissait des ignames altérées d'une part et des ignames

saines d'autre part.

Différents biopesticides (Pseudomonas fluorescens Fl 9. Pseudomonas CI. et Bacillus

subtilts GAI) conservé dans des cryotubes au surgélateur (-80°C) a été utilisé en vue de palier

aux altérations de l'igname. Il provient de la collection du Centre Wallon de Biologie

lnduslrielle (CWBI) de l'Université de Liège Gembloux Agrobio Tech (Belgique) et du

laboratoire de biotechnologie du CNRA (Côte d'ivoire).

Figure 2 : lgname altérée Figure 3 : Igname saine

Kouadio don go césar - Master 2/Managemcnt de la qualité cl de la sécurité des alimcnts/2015-2016 23

2.METHODES

2.1. Enquête

2.1.1. Réalisation de l'enquête

A l'aide d'un questionnaire, une enquête a été réalisée dans le mois d'août 2016, dans

deux communes d'Abidjan (Abobo et Yopougon) auprès de 20 commerçants à raison de 10

par comrmmes. Les points abordés lors de cette enquête étaient relatifs aux types de variétés

d'igname vendues, à la durée de conservation et aux causes possible de pourritures des

ignames.

2.2. Taille de l'échantillon

Pour la réalisation de l'enquête, 10 commerçants ont été choisi par site d'étude soit un

total de 20 commerçants. Pour isoler la flore associée aux ignames, l O ignames dont, 5

altérées el 5 saines ont été utilisées. Pour évaluer l'implication des germes isolés dans

l'altération des ignames, 8 rondelles d'ignames ont été utilisées. Quant aux tests in vivo avec

les souches de référence, 18 rondelles d'ignames ont été utilisées et 6 autres ont été utilisées

pour la réalisation des témoins. Soit un total de 32 rondelles d'ignames utilisées.

2.3. Isolement et identification phénotypique des microorganismes

2.3. l. Prélèvement des échantillons

Les ignames de la variété "Kponan" ont été réparties en deu,x lots pour analyses

immédiates. Ainsi, un lot constitué de 5 ignames altérées a été prélevé de façon aléatoire et un

autre lot constitué de 5 ignames saines a été également prélevé de façon aléatoire. Les

ignames ont été transportées dans une glacière contenant des carboglaces jusqu'au laboratoire

du département de microbiologie du Centre National de Recherche Agronomique (CNRA) à

Adiopodoumé.

2.3.2. Isolement des levures et moisissures

Les levures et moisissures ont été isolées par contact direct sur gélose PDA tel que décrit par

Djossou (2011). Ainsi, les ignames altérées ont été lavées à l'eau de robinet, rincées trois fois

avec de l'eau distillée stérile et désinfectées par usage du papier essuie tout imbibé déthanol à

70%. Les fragments prélevés (morceaux d'igname) ont été ensemencés sur milieu Potato

Dextrose Agar (PDA) au Chloramphénicol (CHL). Les boîtes ont été ensuite incubées à 28°C

durant 24 à 72h. Pour obtenir une souche pure, plusieurs repiquages sur milieu PDA au CHL

ont été effectués.

Kouadio don go césar - Master 2/Managemenl de la qualité et de la sécurité des aliments/2015-2016 24

2.3.3. Identification des levures et moisissures

2.3.3.1. Etude macroscopique des levures et moisissures

La levure ou la moisissure sélectionnée a été soumise à une identification

macroscopique par un examen de la culture sur gélose PDA au Cl-ll, (Botton et al., 1990).

Les caractères culturaux déterminés ont été la texture, la couleur du thalle el la couleur du

revers de la culture.

2.3.3.2. Etude microscopique des levures et moisissures

Toutes les levures et moisissures isolées ont été soumises à une identification

morphologique réalisée par observation microscopique. Un frottis a été réalisé à l'aide d'une

goutte d'eau distillée stérile sur une larme porte-objet. Le frottis séché a été fixé à l'alcool au­

dessus d'une flamme de bec-bunsen. La morphologie du mycélium (absence ou présence de

cloisons, la couleur, la différentiation) et des spores (forme, couleur, texture des parois) a été

déterminée par observation microscopique à l'huile à immersion à l'objectif x 100 (Guiraud,

1998).

2.3.4. Test de pathogénicité du champignon isolé

Ce test a été réalisé selon la méthode décrite par Okigbo et al. (2009). Avant d'être

inoculées avec les champignons, les ignames saines ont été lavées puis désinfectées à l'alcool

70° et ensuite coupées en rondelles. Une lame de rasoir stérilisée est utilisée pour faire des

ouvertures de lem de profondeur et 0,5cm de diamètre sur les rondelles d'ignames.

Ensuite. Un inoculum fongique provenant du repiquage sur milieu PDA comme décrit au

paragraphe 2.3.2 a été introduit dans le trou fait dans l'igname. Au bout de cinq jours. une

observation est faite sur la présence ou l'absence de symptômes de maladie, et éventuellement

le type de symptômes.

1 2.3.5. Test d'antagonisme

2.3.5.1. Test d'antagonisme fongique in vivo

L'efficacité des souches de référence (Pseudomonas CI, Bacillus subtilis GAI, et Pseudomonas

fluorescens Fl9) vis-à-vis du champignon pathogène précédemment sur les ignames a été

évaluée selon la méthode décrite par Jijaki et Lepoivre (1993). L'objectif de ce test est

d'évaluer la capacité des souches de référence à réduire l'incidence du champignon pathogène

dans 1 'altération des ignames.

Après avoir été désinfectées en surface à l'alcool éthylique à 70°C, une ouverture de 0.5cm

de diamètre a été faite sur les ignames saines à l'aide d'une lame de rasoir stérile. 100µ1 d'une

1 Kouadio dongo césar - Master 2/Management de la qualité et de la sécurité des alimcnts/2015-2016 25

suspension de la souche de référence ont été appliquées dans les ouvertures. ensuite les

ignames inoculées ont été incubées à 30°C pendant 24 heures. Ensuite, 100µ1 d'une

suspension réalisée à partir des colonies du champignon pathogène isolé ont été appliqués

dans les mêmes ouvertures faites sur les ignames saines. Les ignames inoculées ont été

incubées à 30°C pendant cinq jours à l'obscurité, dans des cartons en plastique fermées.

L'expérience a été répétée et des observations ont été faites sur l'apparition de symptômes de

pourritures sur les ignames inoculées.

Les résultats ont été exprimés sous forme de pourcentage de réduction de l'infection selon Ja

formule l (Touré et al, 2004).

P = ((Dt-De) / (Dt-K)) x 100 I (1)

P : pourcentage de réduction de l'infection.

K: diamètre du puits.

De : diamètre de lésion mesuré sur l'igname inoculée avec le biopesticide el le champignon.

Dt : diamètre de lésion mesuré sur l'igname témoins.

Kouadio dongo césar - Mastcr 2/Managcmcnt de la qualité et de la sécurité des aliments/2015-2016 26

RESULTATS ET DISCUSSION

1. Résultats

1.1. Résultats des enquêtes

Lors de cette enquête les variétés d'igname rencontrées proviennent de Bondoukou, soit

de Bouna, de Bouaké, et de Béourni. Quatre variétés d'igname étaient généralement

rencontrées sur les marchés visités. Il s'agissait des variétés précoces

"Kponan";·Assawa"(Dioscorea cayenensis-rotundata à deux récoltes), des variétés tardives "Krenglè" (Dioscorea hcayenensis-rotundata à une récolte) et "Bètè bètè", (Dioscorea alata).

Les quatres espèces d'igname citées dans ce travail, se relaient dans le temps et le marché est

toujours caractérisé par la présence de deux espèces au moins.

Tableau 3 : Résumé de l'enquête

Variétés d'ignames

"Kponan" "Krenglè" "Bèt~bètè"

Zone de Bondoukou Beoumi Beoumi

production Bouna Sakassou Sakassou

Bouaké Bouaké Bouaké

Durée de 5 mois rninirnun 8 mois et plus 8 mois et plus

conservation

Période de Août-septembre Novembre-decembre Novembre-decembre

production

Causes possible Les blessures Les blessures Les blessures

d'alté.-ation La chaleur La chaleur La chaleur

Les rongeurs Les rongeurs Les rongeurs

Le stockage Le stockage Le stockage

1.2. Champignons isolés

Plusieurs champignons ont été isolés des ignames altérées. fi s'agit du genre Candida sp. isolé

aussi bien sur l'igname saine que sur l'igname altérée et Rhizopus sp., Aspergillus sp. isolés

Kouadio don go césar - Master 2/Managomcnt de la qualité el de la sécurité des alimcnts/2015-2016 27

sur l'igname altérée. Tous ces champignons ont été utilisés pour la suite des travaux en raison

de leurs fréquences d'isolement élevées

1.3. Aspect macroscopique et microscopique des champignons isolés

Taleuau 4 : Observation mascroscopique et microscopique

Isolat aspect mascrocopique aspect microscopique

Rhizopus sp. La croissance est rapide et couvre toute la boîte en seulement 48h. La croissance est semblable au coton (couleur blanche) à l'intérieur de la boîte avec un contour noir.

Mycélium non cloisonnées, hyphes de grand diamètre. Le sporangiophore porte un sporange sphérique noir terminal. Les sporanges sont dressés et sont ramifiés.

Aspergillus sp. La croissance sur PDA est rapide. Les colonies sont noires ou foncé marron.

Conidiospores non cloisonnées provenant de cellules à paroi épaisse conidiospores se termine par un terminal renflement sphérique agrandie.

Candida sp.

La croissance sur PDA donne des colonies blanches. crémeuses. et brillantes.

Cellules sphériques allongées, formant un pseudo mycélium

Figure 4 : Rhizopus sp. Figure 5 : Aspergillus sp.

Figure 6 : Candida sp.

Kouadio dongo césar - Master 2/Mauagement de la qualité et de la sécurité des alimeots/2015-2016 28

1.4. Implication des germes isolés dans Paltêration des ignames

Les ignames inoculées avec Rhizopus sp. ont présenté des symptômes de pourritures qui

se manifestent par des taches noires, d'une décoloration de l'igname et aussi d'une pourriture

molle au toucher.

L'altération due aux Candida sp. a été caractérisée par une altération partielle avec une

décoloration des zones altérées. Les ignames inoculées avec Candida sp. ont présenté une

faible altération et une grande partie des ignames était restée intacte.

L'altération liée à Aspergillus sp. a entrainé une décoloration et un sèchement des

ignames. Toutes les ignames inoculées avec Candida sp. et Aspergillus sp. ont présenté des

signes d'altération 5 jours après leur inoculation artificielle. Cette altération a évolué

jusqu'aux jours suivants, mais la pourriture n'a pas été totale sauf avec Rhizopus sp. qui a

entrainé une pourriture totale des ignames.

Figure 7 : Igname saine avant inoculation avec Rhizopus sp.

Figure 9 : Ignames saines avant inoculation avec Aspergillus sp.

Figure 8 : Ignames altérées après inoculation avec Rhizopus sp.

Figure 10 : Ignames altérées après inoculation avec Aspergillus sp.

Kouadio dongo césar - Mnster 2/Managemenl de la qualité el de la sécurité des aliments/2015-2016 29

Figure 11 : Ignames saines avant inoculation avec Candida sp.

Figure 12 : Ignames altérées après inoculation avec Candida sp.

1.5. Efficacité in vivo de B subtilis, P j1uoresce1is F19, et de Pseudomonas Cl vis-à-vis des germes isolés

Les souches de références ont inhibé la croissance mycélienne des différents champignons

inoculés. Cette efficacité s'est traduite par une réduction du diamètre des pourritures des

ignames traitées avec les différents biopesticides.

La souche de Bacillus subtilis GA l a présenté une activité antifongique contre Candida sp.

Rhizopus sp. el contre Aspergillus sp., (figure 13) activité qui s'est caractérisée par une

réduction de l'altération. Il ressort des lests effectués que le plus fort pourcentage d'inhibition

engendré par Bacillus subtilis GAI a été atteint avec Aspergillus (82,81±1.06%) tandis que le

faible taux a été obtenu avec Candida (54,34±2.1 %)

Le taux d'inhibition des champignons isolés par Pseudomonas FJ9 sont respectivement de

67.34±1.56%: 79.68±1.23%; 67,39±1.48% pour Rhizopus sp., Apergillus sp et Candida sp.

ces taux dïnhibition montrent que ces germes isolés sont sensible è Pseuâomonas Fl 9

Le potentiel antifongique de Pseudomonas CI (Pseudomonas côte d'ivoire) à réduire ou à

contrôler la pourriture d'un champignon sur l'igname a été évalué au cours de cette étude. 11

ressort également que le pourcentage de réduction des infections occasionné par cette souche

se situe au-delà des 50%. Mieux un pourcentage 91,3±0.82% est observé sur Aspergillus sp

(tableau 5)

Kouadio dongo césar - Master 2/Management de la qualité et de la sécurité des aliments/2015-2016 30

Igname saine avant inoculation

Igname inoculée avec Candida sp.

Igname inoculée avec Candidas et Bsubtilis sp.

Igname inoculée avec Rhizopus sp.

Figure 13: Inhibition in vivo de l'action des germes isolés par B. subtilis

Igname inoculée avec Candida sp.

Igname inoculée avec Rhizoous et Bsubtilis sn,

Igname inoculée avec Candida sp. et P jluorescens

Igname inoculée avec Aspergillus sp.

Igname inoculée avec Rhizopus sp.

Igname inoculée avec Aspergillus et B. subtilis sp,

Igname inoculée avec Rhlzopus sp. et P fluorescens

Igname inoculée avec Igname inoculée avec Aspergillus sp, Aspergillus sp. et P jluorescens

Fii,ire 14: Inhibition in vivo de l'action des eermes isolés par P 'fluorescens F19

Kouadio dongo césar - Master 2/Management de la qualité et de la sécurité des alimenL<;/2015-2016 31

Igname inoculée avec Candida sp.

Igname inoculée avec 'andida sp, et

Pseudomonas a

Igname inoculée avec Rhizopus sp.

Igname inoculée avec Rhizopus sp, et Pseudomonas Cl

Igname inoculée avec Aspergillus sp.

Igname inoculée avec lspergillus et Pseudomonas

Figure 15 : Inhibition in vivo de l'action des germes isolés par Peudomonas Cl

Tableau 5: Taux moyens d'inhibition(%) des souches de B. subtilis GAI. Peudomonas CI et

de Pseudomonas fluorescens Fl 9 contre les champignons isolés.

Pourcentage d'inhibition(%) de biopesticides Champignons

B subtilis PCJ P fluorescens

Rhizopus sp. 73,46±2.17 87,75 ±0.75 67,34±1.56

Aspergillus sp. 82,81 ±1.06 64,06±1.45 79,68 ±1.23

andida sp. 54.34 ±2.1 91.30 ±0.82 67.39 ±1.48

Kouadio dongo césar- Master2/Management de la qualité et de la sécurité des aliments/2015-2016 32

2. Discussion

Les pertes post récoltes des racines et tubercules constituent un sérieux manque à

gagner pour l'agriculture ivoirienne. La teneur élevée en eau des tubercules. associée aux

blessures qu'ils subissent à la récolte ou après, les exposent aux micro-organismes. Dans cette

étude, les commerçants questionnés ont rapporté que les causes possible de l'altération des

ignames sont les blessures, les rongeurs. la chaleur. les insectes etc ... En effet selon lkotun

(1986) les pertes post-récoltes sont généralement dues aux insectes, aux nématodes, aux

rongeurs, aux pertes d'eau par évaporation et aux microorganismes. Cette étude a rapporté

que la variété "Kponan" (Dioscorea cayenensis-rotundata) a une faible durée de conservation

contrairement aux variétés "krenglè" (Dioscorea cayenensls-rotundatay et "bètè-bètè"

(Dioscorea alata).

En effet Girardin (1996) et Tschannen (2003) ont montré qu'en Côte d'Ivoire, ce

sont surtout les variétés du complexe D. cayenensis-rotundata qui sont à haut risque de

l'altération microbienne ce qui expliquerait une telle durée de conservation.

L'analyse microbiologique et l'identification phénotypique effectuées dans cette étude

ont permis d'isoler les champignons du genre Candida sp., sur les ignames saines, tandis que

les genres Aspergillus sp., et Rhizopus sp. ont été isolés sur les ignames altérées.

En effet selon Ogundana et al. (1970), lkotun (1986), Ogalie et al. (1991), et

Okigbo (2002, 2005). Aspergillus sp., Rhizopus sp et bien d'autres champignons sont des

microorganismes généralement associés aux pourritures d'igname en post-récolte. Ce résultat

confirme l'implication des champignons dans les pertes post-récoltes.

Généralement, ces pourritures observées lors du stockage débutent dans le sol et se

poursuivent pendant le stockage. Cette situation s'observe lorsque les tubercules infectés ne

présentent pas encore des symptômes externes manifestes (Booth, 1974; Jones, 1986).

andida sp. est une levure rencontrée aussi bien en tant que contaminant ou en tant que

pathogène opportuniste. En effet selon mavor et al. (2005) Candida sp. est considéré chez

l'Homme et chez les animaux comme un commensal des muqueuses et de la peau, d'où sa

présence sur les ignames au cours du stockage. L'inoculation des ignames avec Candida sp. a

engendré leur altération partielle avec une décoloration de la zone altérée. ceci serait lié au

fait que Candida ne soit pas potentiellement pathogène de l'igname mais plutôt des conditions

d'hygiène précaires lors de leur manipulation.

Kouadio dongo césar - Master 2/Management de la qualité et de la sécurité des aliments/2015-2016 33

Les tests de pathogénicité effectués ont mis en évidence le caractère pathogène de tous les

germes isolés. La présence de Aspergillus sp en tant que pathogène de l'igname a été

également rapporté par Mor-se, et al. (2000) et par Okigbo (2003).

Aspergillus sp a entrainé une décoloration et un sèchement des ignames, preuve que cette

moisissure est aussi responsable de l'altération de l'igname, dont les symptômes sont

similaires à ceux décrits par les chercheurs de l'IlTA (1993). En effet selon ces derniers

lorsque les tubercules sont infectés par Aspergillus niger et A tamari, ces tissus virent ensuite au brun avec une marge jaunâtre.

L'isolat de Rhizopus sp. a entrainé une altération de l'igname caractérisée par une

pourriture molle. En effet cela a été observé durant les travaux d'Ogunleye et Ayansola

(2014) sur l'igname au Nigeria. Selon ces auteurs Rhizopus est le champignon le plus

prédominant qui cause à la fois une pourriture molle et sèche.

La lutte biologique à l'aide de Bacillus subtilis, Pseudomonas fluorescens Fl9

Pseudomonas CI a montré la capacité de ces souches à inhiber la croissance des champignons

tels que Rhizopus, Aspergillus, et Candida dont les taux d'inhibition pour ces souches se

situent entre 54.34±2.1 % et 91.30±0.82%.

Ces résultats sont similaires à ceux obtenus par Alloue boraud et al. (2015). En effet ces

auteurs ont montré que Bisubtilts a la capacité d'inhiber les germes d'altération de la mangue

dont les taux d'inhibition sont compris entre 59,37% et 84.78%. Aussi les travau,x de Koffi et

al. (2016) ont également prouvé la capacité de B subtilis GAI à inhiber les germes

d'altération de l'ananas dont les taux d'inhibition se situent entre 57,14% et 81,42%. Cette

réduction de l'incidence des microorganismes dans l'altération de l'igname s'expliquerait

d'une part par la colonisation rapide et extensible des sites de blessures par les agents de

biocontrôle. Cette présence entraverait l'établissement du champignon pathogène dans les

sites de blessures par une réduction de l'espace et des éléments nutritifs disponible.

Zhao et al. (2008) ont rapporté que l'application de biocontôle dans les sites de blessures

avant l'infection du pathogène est nécessaire pour assurer une meilleure colonisation et un

taux maximal d'inhibition. Et d'autre part par la production des molécules de nature

lipopeptides par B subtilis GAI à savoir la fengycine, les surfactines et les iturines qui se

manifestent par l'éclatement de la paroi des cellules des champignons (Ongeoa, 2014). Ces

dernières peuvent soit activer les défenses des plantes. soit avoir un effet antibactérien ou

antifongique direct (Pérez-Garcia et al., 2011).

Kouadio doago césar - Master 2/Management de la qualité cl de la sécurité des alimcnL5'2015-2016 34

Aussi Pseudomonas jluorescens Fl 9 produit des métabolites tels que les Phénazines et les

Pyrrolnitrine et aussi des sidérophores qui sont des agents chélatants du fer empêchant son

utilisation par les agents pathogènes Loper et Gross, (2007).

La recherche de la capacité de Pseudomonas jluorescens à inhiber les champignons

palhogènes de l'igname s'est révélée positive par l'inhibition de la croissance d'Aspergillus

sp., de Rhizopus sp. et de candida sp. Cette importante inhibition, respectivement de l'ordre

79.68±1.23%. 67.34±1.56%, et 67,39±1.48% est similaires à celle obtenue par Louis Ban

Koffi et al. (2015).

Ces auteurs ont montré l'efficacité de cette souche (Pseudomonas jluorescens Fl9) à

inhiber les germes d'altération de la tomate, avec un taux d'inhibition de 77.5%. Cette

importante inhibition s'expliquerait par le fait que Pseudomonas jluorescens aurait agi soit

par mycoparasitisme, qui est une relation trophique qu'établit un microorganisme au

détriment d'un champignon (Bartnicki, 1968) par la production d'enzymes lytiques telles que

la glucanase et la chitinase, soit par induction de résistances ou encore par antibiose.

1

Kouadio dongo césar - Master 2/Managemcnt de la qualité et de la sécurité des aliments/2015-2016 35

CONCLUSION ET PERSPECTIVES

L'étude relative à la conservation des tubercules et racines, précisément le cas de l'igname

a permis d'isoler les champignons du genre Aspergillus sp., Rhizopus sp. et Candida sp.

Comme agents responsables de l'altération des ignames.

L'aptitude des souches de référence (Pseudomonas fluorescens Fl9. B. subtilis GAL et

Pseudomonas CI) à inhiber la croissance des microorganismes responsables de l'altération de

l'igname a contribué à réduire l'incidence des champignons pathogènes de l'igname. Ces

souches possèdent sans doute des propriétés intrinsèques qui peuvent être utilisées pour la

conservation de nos produits locaux en occurrence l'igname qui a fait I'objet de celle étude

Toutefois Dans la perspective d'approfondir notre étude nous envisageons l'identification

complète dePseudomonas CI au moyen d'outils moléculaires.

Kouadio don go césar - Master 2/Management de la qualité et de la sécurité des alimcnts/2015-2016 36

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12.

Kouadio don go césar - Master 2/Management de ln qualité et de ln sécurité des aliments/2015-2016 47

1 ANNEXE

FICHE D'ENQUÊTE

Date: .

Site : ville/commune/marché : .

Provenance .

I. Identification du consommateur

Nom et prénoms .

Age..... Sexe M D F D Ethnie commune Quartier. .

IL L'activité

Comment avez-vous débuté cette activité?

Héritage LJ gérer pour quelqu'un D fond propre D Quels sont les types de variétés que vous vendez ?

Bètè bètè D Florido D Krenglè D Kponan D autres D Quelle est la durée de conservation des différentes variétés d'igname?

lmois D 3mois D +r. autres .

Quelles sont les causes possibles de pourritures des ignames ?

Les conditions de récoltes D Les conditions de stockages D

Les conditions de transports D Les conditions de de manipulation D

Autres ····························

Modes de conservations des ignames : .

Évaluations des pertes : .

Mode de transport : .

Période de production /commercialisation : .

Période de rupture : .

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