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In 2008, an international project was designed to improve the food supply of the poor populations of West and Central Africa by developing cultures of different species of Pachyrhizus. Indeed, these plants grow quickly; they are resistant to many environmental stresses as periods of drought and plentiful rains and they don't need a lot of nitrate fertilizers. Furthermore, they could constitute an interesting nutritional source: their tubers contain mainly sugars and starch but also contain proteins (6 to 18 % d.m.), and minerais as Zn and Fe. The Pachyrhizus seeds are also interesting, because they are rich in proteins (28, 3%), in lipids (26,8 %) as well as in sugars and minerais .However these seeds are known to contain rotenone, a natural molecule previously used as insecticide inhibiting the respiratory mitochondrial chain. A part of its toxicity could touch mammals through the generation of an oxidative stress which was previously demonstrated at the cellular level.The purpose of the research realized at the Phannacognosy laboratory of LORI of the UCL is to study the thermal degradation of rotenone to reduce or even eliminate the rotenone of the Pachyrhizus seeds. That could allow their use for the African populations to improve their nutritional quality as well as generate an additional income for cultivators. Indeed, the sensitivity of rotenone to light was widely studied but its thermal sensitivity was Jess studied.First of ail the thermal degradation of the standard rotenone was evaluated. When the rotenone is heated for three hours at 100°C in methanol, a degradation of 22% is obtained. Then, different kinds of processes and traditional culinary preparations were realized in Benin, in IITA and INRAB laboratories in Abomey Calavi supervised by or Kerstin Hell and by Mr Charles Pomalegni. The contents in rotenone of these recipes were then quantified by a method associating microwave extraction, solid phase extraction (SPE) and an HPLC-UV. The results showed an important degradation of rotenone varying from 20 to 80 % for exemple when the seeds are grilled for one hour at 90°C on a heating plate.To verify if the thermal degradation of rotenone doesn't lead to the formation of more toxic compounds, analysis by mass spectrometry were realized to identify the rotenone degradation compounds. The three main degradation compounds are isomers of rotenone which was confirmed by further studies. En 2008, un projet international visant à améliorer l'alimentation des populations pauvres d'Afrique Occidentale et Centrale par le développement de la culture de diverses espèces de Pachyrhizus a été mis en place. En effet, ces espèces poussent rapidement, sont résistantes à des stress environnementaux variés comme une alternance de périodes de sécheresses et de pluies abondantes et sont peu exigeantes en engrais azotés. De plus, elles pourraient constituer une source nutritionnelle intéressante : leurs tubercules sont constitués principalement de sucres et d'amidon mais aussi de Fe, de Zn, et de 6 à 18% de protéines (m .s.). Les graines de haricot igname sont, elles aussi, intéressantes car elles sont riches en protéines (28,3%), en lipides (26,8%) ainsi qu'en sucres et sels minéraux. Cependant, ces graines sont connues pour contenir de la roténone, une molécule naturelle auparavant utilisée comme insecticide, inhibant la chaîne respiratoire mitochondriale. Une partie de cette toxicité pourrait s'exercer vis-à-vis des mammifères à travers la génération d'un stress oxydatif qui a pu être démontré au niveau cellulaire. Le but des recherches effectuées dans le cadre du travail d'étudiant chercheur et réalisées dans le laboratoire de pharmacognosie du LDRI de l'UCL est d'étudier la dégradation thermique de la roténone afin de réduire, voire d'éliminer la roténone des graines de Pachyrhizus. Ceci pourrait permettre leur utilisation par les populations africaines afin d'améliorer leur qualité nutritionnelle ainsi que de générer une source de revenu complémentaire.Dans un premier temps, la dégradation thermique de la roténone standard a été évaluée. En effet, la sensibilité de la roténone à la lumière a été largement étudiée par contre sa sensibilité à la chaleur a fait l'objet de moins de travaux. Une dégradation de 22% a été obtenue lors du chauffage de celle-ci dans du méthanol à 100°C pendant trois heures. Ensuite, différents traitements thermiques avec ou sans le tégument externe de la graine ainsi que des préparations culinaires traditionnelle s ont été réalisés au Bénin, aux laboratoires de l'Institut International de l'Agriculture Tropicale (IITA) et de l'Institut National de la Recherche Agricole du Bénin (INRAB) à Abomey Calavi, sous la direction du Dr Kerstin Hell et de Mr Charles Pomalegni. Le contenu en roténone de ces différentes recettes a ensuite été quantifié grâce à une méthode associant extraction assistée par micro-ondes, purification par SPE (solid phase extraction) et dosage proprement dit par HPLC-UV. Les résultats ont montré une importante dégradation de la roténone variant de 20 à 80% pour certaines préparations comme le fait de griller des graines entières pendant 1 heure à 90°C sur une plaque chauffante.Afin de vérifier si la dégradation thermique de la roténone ne s'accompagne pas de la formation de composés plus toxiques, des analyses en spectrométrie de masse ont ensuite été réalisées pour caractériser les composés de dégradation de la roténone. Les trois principaux composés de dégradation de la roténone sont des isomères de celle-ci, ce qui a été confirmé par des travaux ultérieurs.

Pachyrhizus --- Food Assistance --- Rotenone

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Food relief --- Emergency Food Assistance Program (U.S.) --- Emergency Food Assistance Program (U.S.) --- United States.

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Food relief --- Food security --- Food banks --- Soup kitchens --- Household surveys --- Emergency Food Assistance Program (U.S.) --- Emergency Food Assistance Program (U.S.) --- United States.

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Food relief --- Nutrition --- Research --- Food Assistance & Nutrition Research (Program : U.S.)