IDENTIFICATION

Titre de la thèse : Caractérisation de la pulpe de cacao en début de fermentation : impacts sur les modalités de fermentation de la fève et valorisation du jus de pulpe de cacao en éthanol

Mention du doctorat : sciences de l’ingénieur, spécialité génie des procédés industriels.

Discipline(s) scientifique(s) : génie des procédés alimentaires, sciences des aliments.

Mots clés : fève, fermentation, distillation, degré Brix, degré alcoolique, éthanol,

Saccharomyces cerevisiae et Pichia kudriavzevii.      

Laboratoires d’accueil :

• Laboratoire de l’Institut International 2i, Pointe-Noire, Congo
• Unité Mixte de Recherche QualiSud, CIRAD Montpellier, France.

Direction de la thèse :

• Jean-Mathurin NZIKOU (jean-mathurin.nzikou@umng.cg), professeur - HDR, LGPI, ENSP, UMNG,
• Angélique FONTANA (angelique.fontana@umontpellier.fr), maître de Conférences - HDR, UMR Qualisud-Polytech, Montpellier -Université de Montpellier, France.

Encadrement :

• Ingrid COLLEMBEL, UMR Qualisud, L’Institut Agro/Montpellier SupAgro, France,
• Anicet BINAKI, maître-assistant, LT2A, FST, UMNG, Congo.

Expert(s) associé(s) :

• Alexandre Colas De La NOUE, Elodie ARNAUD, Renaud BOULANGER, Christian MESTRE et Joël GRABULOS, UMR Qualisud, Université de Montpellier, France.

Profil et compétences souhaités de l’étudiant : titulaire d’un master en génie des procédés ou équivalent, avec de bonnes compétences en équilibre entre phase, opérations unitaires : fermentation et distillation etc.

L’étudiant(e) doit présenter une forte motivation pour le travail expérimental sur le terrain et au laboratoire.

L’étudiant(e) doit avoir de bonnes aptitudes rédactionnelles et de communication orale, ainsi que des prédispositions pour le travail en équipe. Il (elle) devra faire preuve d’esprit d’initiative et d’innovation.

Lieux de travail : en alternance entre le Congo (Brazzaville) et la France (Montpellier)

• Laboratoire de l’Institut International 2i, Pointe-Noire, Congo.
• Unité Mixte de Recherche QualiSud, L’Institut Agro/Montpellier SupAgro, France.

Durée : Trois ans (36 mois).

CONTEXTE

Le cacao est mondialement connu pour son utilisation en chocolateries. Sa composition et sa transformation ont été largement étudiées dans l’objectif de produire du chocolat premium. La qualité du chocolat est fortement liée aux procédés fermentaires de la pulpe (mucilage) entourant les fèves de cacao. Ces dernières années, avec l’évolution des techniques moléculaires, de nombreuses recherches se sont tournées vers l’analyse du microbiote du cacao et son impact sur le profile aromatique du chocolat obtenu (Castro-Alayo, Idrogo-Vásquez et al. 2019, Hamdouche, Meile et al. 2019, Viesser, de Melo Pereira et al. 2021). Les levures Saccharomyces cerevisiae et Pichia kudriavzevii, la bactérie acétique Acetobacter pasteurianus et la bactérie lactique Lactobacuillus fermentum sont citées régulièrement dans la littérature (Meersman, Steensels et al. 2013, Maura, Balzarini et al. 2016, Miguel, de Castro Reis et al. 2017, Kouamé 2019, Serra, Moura et al. 2019). Bien que les fermentations spontanées du cacao prédominent, les fermentations contrôlées avec ensemencement de starters microbiens commerciaux ou autochtones se multiplient (Apriyanto and Umanailo 2019, Farrera, Colas de la Noue et al. 2021, Kouamé, Loiseau et al. 2021).

Les fèves de cacao ne représentent que 30% du fruit, le reste étant composés de la cabosse, de la pulpe et du jus de pulpe de cacao, appelé plus communément ‘eau de cacao’ ou ‘miel de cacao’ (Guirlanda, da Silva et al. 2021). La fermentation de la pulpe et l’écoulement du jus de pulpe débutent directement après décabossage. Le jus de pulpe est généralement perdu au cours du processus de fermentation des fèves, mais dans certains cas il est récupéré et valorisé en brasserie (Nunes, da Silva et al. 2020), ‘vinerie’ (Duarte, Dias et al. 2010) , confiserie (Anvoh, Bi et al. 2009) et vinaigrerie, et de façon plus artisanale il est consommé comme boisson rafraichissante sans alcool. Des essais de valorisation du jus de pulpe de cacao en éthanol par fermentations spontanées et contrôlées ont été notamment réalisés en Côtes d’Ivoire (Anvoh, Guéhi et al. 2010), au Ghana (Takrama, Kumi et al. 2015), en Indonésie (Roini, Limatahu et al. 2019), au Mexique (Cortes, Cuervo-Parra et al. 2018) et plus récemment au Congo (Byendolo, 2021).

La pulpe de cacao contient entre 82 et 87% d'eau, 10 et 15 % de sucre (saccharose, fructose, glucose), 1 à 3% d’acide citrique, 1 à 3% de pectine et a un pH de 3-4 (Afoakwa, Kongor et al. 2013)(Martin et al., 2016). Certains composés fruités (2-phenylethanol et 3-methylbutyl acétate) ont été détectés en plus grandes concentrations dans la pulpe au cours de la fermentation que dans la fève de cacao (Chetschik, Kneubühl et al. 2017). La pulpe est un milieu cellulaire continu, très élastique et visqueux (Martin et al., 2016). Le jus de pulpe de cacao est similaire à la pulpe au niveau chimique et sensoriel  (Guirlanda, da Silva et al. 2021) et est riche en composés nutritionnels et antioxydants (Silva, Ramos et al. 2014).

La fève de cacao, et principalement sa pulpe, est une matière première très variable (variété de cacao, saisons, régions, maturation des cabosses, etc.) qui impact fortement les procédés fermentaires du cacao et l’écoulement du jus de pulpe. Très peu d’études ont été conduites sur l’impact de la diversité de la composition de la pulpe de cacao sur les fermentations.

La filière cacao au Congo n’est actuellement que peu développée par rapport aux 7 grands producteurs de cacao (Côte d’Ivoire, Ghana, Equateur, Cameroun, Nigeria, Indonésie, Brésil). Cette thèse permettrait d’acquérir des connaissances pour la valorisation du cacao et de ses coproduits au Congo.

Objectif : le but de ce travail est la valorisation du jus de pulpe de cacao en éthanol

Objectifs spécifiques :

• Caractéristiques physico-chimiques (texture, structure, azote, sucres, composés organiques, arômes, etc.) de la pulpe de 3 variétés de cacao (Forastero, Criollo, Trinitario), dans 2 zones de production (Nord et ouest Congo), pour 2 temps de récolte (décembre et février).

• Fermentations contrôlées de différentes matières 1e (jus et fèves) avec des souches de levure identifiées (ex : Pichia kudriavzevii et Saccharomyces cerevisiae) et de bactéries acétiques (ex : Acetobacter pasteurianus). à Suivi de croissances et de profiles aromatiques.
• Validation en conditions réelles (au Congo dans des caisses en bois et en France en fermenteurs) du modèle de Kouamé et al. (2021)

Début de la thèse

1^er novembre 2021

Mobilités

Les mobilités du doctorant sont programmées comme suit :

• Novembre 2021 à janvier 2022 : Congo,
• Février – juillet 2022 : France,
• Août 2022 – janvier 2023 : Congo,
• Février – juillet 2023 : France,
• Août 2023 – janvier 2024 : Congo,
• Février – juillet 2024 : France,
• Août 2024 – octobre 2024 : Congo.

 

MODALITES DE CANDIDATURE

Date limite de candidature : vendredi 17 septembre 2021

Dépôt du dossier de candidature à l’adresse suivante : theses.ames2@umng.cg

Composition du dossier de candidature :

1. Numéro(s) et titre(s) du ou des sujet(s) de thèse(s) pour laquelle (lesquelles) la candidature est soumise (2 sujets au maximum) ;

2. Une lettre de motivation adressée à monsieur le Président de l’université Marien Ngouabi et résumant le parcours académique du candidat ainsi que les raisons qui le poussent à s’engager sur ce(s) projet(s) de thèse.

3. Un CV complet et à jour comportant obligatoirement le nom, le prénom, la nationalité, la date de naissance, l’adresse, l’adresse email, le téléphone, et les descriptions et noms des encadrants de mémoire ou stages de recherche effectués ;

4. Copies légalisées des diplômes indiqués ;

5. Copie de la page de garde du mémoire du diplôme le plus élevé obtenu ;

6. Relevés de notes légalisés de master 1 et de master 2 pour les détenteurs du master. Les étudiants actuellement inscrits en master fourniront les relevés de notes légalisés de master 1 et de licence 3.

7. Les dossiers complets doivent être envoyés sous forme d’un unique fichier PDF par email, le 17 septembre 2021 à 23h59 au plus tard et à l’adresse suivante : theses.ames2@umng.cg.

L’examen des dossiers de candidature sera confié à une commission d’évaluation. Il tiendra notamment compte de la qualité du cursus du candidat.

Contacts / informations : roch.edoura-gaena@umng.cg