Sauve qui peut ! n°8 (1996)

valeur alimentaire et usages des graines de légumineuses

1. Eliminer les facteurs antinutritionnels
2. Amplifier et améliorer les constituants majeurs

Références bibliographiques


En matière d'alimentation humaine, les légumineuses ont une image plutôt négative en Europe. C'est ainsi qu'en Europe et au Proche-Orient leur sont attachées les étiquettes de " viande du pauvre " et d'" aliment des temps de guerre ", alors que leur perception est très positive en Asie. Certains effets de mode ont néanmoins favorisé les légumineuses, tels que l'engouement pour le petit pois potager à la cour de Louis XIV, l'arrivée, dans les années 1980, des dérivés de soja, issus du modèle américain, dans les industries alimentaires et plus récemment l'image "aliment sain " et "diététique " donnée à diverses graines de légumineuses.

[R] 1. Eliminer les facteurs antinutritionnels

La présence de nombreux facteurs antinutritionnels (FAN) est certainement la particularité des graines de légumineuses. On dit par exemple que Pythagore et son école entretenaient une image de " plante maudite " à la fève, parce qu'elle induisait chez certains humains les troubles du " favisme ".
Les FAN des légumineuses sont de natures chimiques diverses et de toxicité variable : produits neurotoxiques (agents du lathyrisme des gesses, alcaloïdes des lupins), anémiants (vicine et convicine chez la féverole, responsables du favisme), facteurs de faible digestibilité (tannins, inhibiteurs de protéases, phytates), allergènes (lectines), agents de flatulence (a-galactosides du haricot et du lupin), etc.
Des méthodes de détoxification plus ou moins coûteuses et préjudiciables à la valeur alimentaire ont été développées par l'homme (cuisson, trempage, décorticage, fermentation, germination, etc.) dont certaines sont classiquement appliquées au niveau industriel. Citons par exemple le chauffage de la graine de soja pour éliminer les facteurs antitrypsiques (fraction des albumines de la graine).
Dans la plupart des cas, une solution génétique simple a été trouvée, qui élimine ces produits (exemple des gènes zéro-alcaloïdes du lupin, des gènes zéro-tannins du pois et de la féverole, du gène zéro-vicine/convicine de la féverole) et des variétés de niveau zéro sont commercialisées.
Les FAN ayant souvent un rôle protecteur de la plante vis-à-vis des pathogènes et des déprédateurs, ce progrès génétique s'est souvent accompagné dans un premier temps d'un besoin plus grand en traitements phytosanitaires et dans un deuxième temps de la recherche de nouvelles sources génétiques de résistance (revue bibliographique par Bond et Duc, 1993).
Actuellement, en Europe, les facteurs antitrypsiques du pois sont considérés comme indésirables en alimentation des animaux monogastriques. Ceci a justifié la mise en place d'une barrière à l'inscription dans le Catalogue officiel français et nécessite encore la recherche d'une solution génétique, notamment chez les pois d'hiver qui sont, en moyenne, plus riches que les pois de printemps.
Notons enfin que certaines des substances antinutritionnelles des légumineuses peuvent présenter un intérêt pharmaceutique ou phytosanitaire susceptible de créer des niches économiques pour certains génotypes riches en tels facteurs.

[R] 2. Amplifier et améliorer les constituants majeurs

Le tableau I montre la diversité de composition de nos légumineuses pour les constituants majeurs.

Tableau I. Constituants majeurs des principales graines de légumineuses (% de la matière sèche).

insolubles
Protéines
Amidons
Matières grasses
Parois
Pois lisse de printemps **
Féverole de printemps **
Lupin blanc de printemps*
Pois chiche
25
31
35,1
19,4
50
48
0
54,9
1,8
1,5
17,7
5,6
13
18
11,9
25,6

sources: *FAO, 1982 et **F. Grojean, 1989

Une forte teneur en protéines est l'atout alimentaire des graines de légumineuses, notamment intéressante pour les jeunes animaux en croissance. Pour cette raison, le Catalogue officiel français a établi des règles de bonus et un seuil minimum sur les teneurs en protéines à l'inscription des nouvelles variétés de pois.
Les protéines qui sont constituées par environ 3/4 de globulines et 1/4 d'albumines sont considérées comme de valeur alimentaire intéressante, riches en lysine, mais hélas carencées en méthionine, cystéine et tryptophane. La complémentation par les céréales et l'apport de méthionine de synthèse sont souvent les sources de rééquilibrage du régime alimentaire. Pour corriger ces carences, l'amélioration génétique n'avait été jusqu'à aujourd'hui ni motivée, ni efficace, et l'on doit remarquer en 1995 un succès de la transgenèse sur pois (Schroeder et al., 1995) qui enrichit la protéine de 20% en méthionine et cystéine, par l'introduction d'un gène d'albumine de tournesol. Si l'on ajoute à cette variabilité induite la riche variabilité génétique en fractions protéiques détectée dans les graines de pois (Baniel, 1993), il ne fait pas de doute qu'un champ large s'ouvre au sélectionneur pour améliorer la valeur alimentaire ou permettre des usages spécifiques. Dans le domaine des industries alimentaires, à partir de teneurs en protéines supérieures à 30% dans la graine, on peut envisager la fabrication de concentras de protéines et des utilisations aussi sophistiquées que dans le modèle soja. Le côté très faiblement allergène des protéines de lupin (Feldheim et al., 1989) suggère même que l'on pourrait obtenir des aliments bien meilleurs que les dérivés du soja. Dans le domaine du non-alimentaire, apparaissent actuellement des possibilités d'utiliser les protéines de pois dans des films d'emballage biodégradables (Gueguen et al., 1995).
Les autres constituants des graines de légumineuses, même s'ils sont moins spécifiques, ne sont cependant pas à négliger.
La partie amidon et matières grasses contribue à la valeur énergétique des aliments et explique souvent le prix d'intérêt des matières premières en alimentation animale. Dans le domaine du non-alimentaire, les amidons riches en amylose du pois ridé pourraient être utilisés dans la fabrication de plastiques biodégradables (Colonna et al., 1995). Sur ce schéma, une usine d'extraction d'amidon de pois s'est ouverte en Allemagne en 1995.
La partie fibre est perçue différemment selon les utilisateurs. Du côté alimentation animale, on la considérerait plutôt comme une barrière à l'accessibilité des nutriments et le sélectionneur est sollicité pour travailler lés faibles teneurs ou la qualité des parois. Du côté alimentation humaine, les fibres de légumineuses sont considérées positivement par le diététicien et sont attractives pour l'industriel. Dans le domaine de la boulangerie, par exemple, la forte affinité des fibres pour l'eau permet de fabriquer des aliments allégés et de stabiliser leur texture.
En conclusion, une large variabilité de composition des graines est disponible entre espèces et au sein des espèces de légumineuses. De plus, la transgénèse est désormais une technique accessible pour certaines d'entre elles. Le sélectionneur peut donc répondre aux sollicitations présentes de la part des industriels de l'alimentation, mais aussi à de nouvelles demandes qui seront par exemple issues de la politique des jachères industrielles.


[R] Références bibliographiques

Baniel A., 1993. Etude de la variabilité génotypique et phénotypique de la composition protéique du pois (Pisum sativum L.). Thèse, université de Nantes, 115 pp
Bond D.A., Duc G., 1993. Plant breeding as a means of reducing antinutritional factors in grain legumes. In A.F.B. van der Poel, J. Huisman, H.S. Saini : Récent advances of research in antinutritional factors in legume seeds. Wageningen Pers (Pbs), 379-396.
Colonna P., Lourdin D., DellaValle G., Buleon A., 1995. Importance of amylose in non food uses of pea starches for thermoplastic materials. 2nd European Conférence on Grain Legumes. "Improving production and utilization of grain legumes " , AEP (Eds), 354-355.
FAO, 1982. Les graines de légumineuses dans l'alimentation humaine. FAO, Rome, 152 pp.
Feldheim W., Feldheim G., Gross V., Gross R., 1989. Prick-test with lupin compared to other foodstaffs in peruvian children and adolescents. Lupin newsletter, 13, 41-45.
Grosjean F., 1989. Composition des protéagineux. Atout Pois, ITCF-UNIP, Paris, 195-197.
Gueguen J., Viroben G. Barbot J., 1995. Preparation and characterization of films from pea protein isolates. 2nd European Conférence on Grain Legumes. " Improving production and utilization of grain legumes ", AEP, 359-359.
Schroeder H., Gollasch S., Tabe L., Moore A., Spencer D., Higgins T., 1995. The expression and stability of transgenes in peas (Pisum sativum L.). 2nd European Conférence on Grain Legumes. " Improving production and utilization of grain legumes ", AEP, 422-423.

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