Le manioc (Manihot esculenta) est une espèce de plantes dicotylédones de la famille des Euphorbiaceae, originaire d'Amérique centrale et d'Amérique du Sud, plus particulièrement du sud-ouest du bassin amazonienhttp://www.pnas.org/content/96/10/5586.full.pdfhttp://www.cefe.cnrs.fr/coev/pdf/fk/Leotard2009MolPhylEvol.pdf. C'est un arbuste vivace qui est largement cultivé comme plante annuelle dans les régions tropicales et subtropicales pour sa racine tubérisée riche en amidon. Le terme « manioc » désigne d'ailleurs aussi bien la plante elle-même que, par métonymie, sa racine ou la fécule qui en est extraite.
On consomme généralement ses racines très riches en glucide et sans gluten, mais aussi ses feuilles en Afrique, en Asie et dans le nord du Brésil (pour la confection du maniçoba). Au nord et au nord-est du Brésil, le mot « farine » (en portugais farinha) désigne avant tout la farine de manioc, et non de blé. Cette farine n'a d'ailleurs pas l'aspect de la farine de blé : elle ressemble plutôt à une semoule sèche plus ou moins grossière de couleur allant du jaune vif au gris en passant par le blanc. Il s'agit en fait d'une fécule, mot plus adapté pour parler de la « farine » issue d'une racine.
On en distingue deux types de cultivars, amers et doux, qui diffèrent par leur concentration en hétérosides cyanogènes (servant de moyen de défense à la plante). Le manioc amer est impropre à la consommation s'il n'est pas soigneusement détoxifié, et ses racines séchées sont transformées en tapioca, en cassave ou en farine. Les racines de manioc doux peuvent être directement consommées.
Avec une production presque équivalente à celle de la pomme de terre, c'est un aliment de base pour des millions de personnes..
Étymologie Le terme français de manioc (1556) est emprunté aux groupes de langues autochtones d'Amérique tupi du Brésil. Une variante mani(h)ot a donné le français nanihot, maniot, attesté dans la seconde moitié du . Son nom proviendrait d'un mythe tupi à propos de la déesse Mani, à la peau blanche, qui aurait établi son domicile (oca) dans la racine de la plante.
Le médecin et botaniste autrichien Crantz a décrit l’espèce sous le nom de Manihot esculenta en 1766 dans Institutiones Rei Herbariae 1: 167.
Description
Aspect général Manihot esculenta est un arbuste ou petit arbre pouvant atteindre de haut, à ramification généralement trichotomique. Les rameaux, fragiles, à l'écorce lisse, de couleur variant du blanc crème au brun foncé, ont une moelle très épaisse. Toutes les parties de la plante contiennent un latex blanc. Le système racinaire est constitué de racines traçantes pouvant atteindre de long. Certaines racines subissent un phénomène de tubérisation, par accroissement secondaire dû au cambium, qui démarre un à deux mois après la plantation. Les racines tubérisées sont farineuses et peuvent atteindre de long. Leur nombre varie selon les cultivars et des facteurs environnementaux comme la photopériode, en général on en compte de 4 à 8 par plant.
Feuilles Les feuilles, alternes, ont un limbe, de 6 à de large, profondément palmatipartite, de couleur vert foncé à la face supérieure, glauque à la face inférieure. Le nombre de lobes, toujours impair est variable, souvent de trois à sept lobes. Le limbe est parfois très légèrement pelté avec 1 à de largeur du limbe située sous l'insertion du pétiole. Les lobes sont généralement oblancéolés (le lobe médian, entier, mesurant de 6,5 à de long sur 2 à de large), progressivement aigus-acuminés à leur extrémité, rétrécis à la base, moyennement pubescents près de la nervure médiane ou presque glabres. Le pétiole, souvent rougeâtre, long de 4 à , porte à sa base deux stipules, triangulaires-lancéolées, de 4 à de long sur de large, rapidement caduques..
Fleurs L'inflorescence est une panicule terminale de 2 à de long, sous-tendue par des bractées ressemblant aux stipules. Les fleurs mâles et femelles sont séparées (plante monoïque), les premières se situant au sommet et les secondes, peu nombreuses, à la base de l'inflorescence.
Les fleurs mâles sont portées par des pédicelles minces, de de long. Le calice est formé de lobes triangulaires, subaigus, glabres de de long sur de large. Les étamines, au nombre de 10 réparties en deux verticilles, ont un filet libre, mince, glabre, blanc, long de pour la plus longue, de pour les plus courtes. Les anthères, petites ( de long), jaune pâle, présentent une touffe apicale. Le disque réceptacle présente dix lobes concaves, aigus. Les fleurs femelles, portées par des pédicelles de de long, incurvées, font jusqu'à de diamètre. Les sépales triangulaires-ovales, subaigus font de long sur de large. L'ovaire, rose, de forme botryoïdale, mesure . C'est un ovaire triloculaire supporté par un disque réceptacle glandulaire à cinq lobes faiblement marqués. Il présente six ailes étroites et un style terminé par un stigmate à trois lobes. Chacune des loges renferme un ovule simple..
Fruits vignette|Fruit et graines de manioc. Le fruit est une capsule de forme ellipsoïde à subglobuleuse, de 1,3 à de diamètre. Il présente six ailes longitudinales, verdâtres, crénelées ou onduleuses. L'endocarpe ligneux compte trois loges renfermant chacune une graine. Le fruit se sépare en trois coques lors de la déhiscence.
Les graines, ellipsoïdes à pentagonales déprimées, de de long sur de large et d'épaisseur, ont une testa un peu brillante, gris pâle, parfois tachetée de noir. Elles présentent une grande caroncule de de large à l'extrémité du micropyle.
Toxicité
Le manioc est une source peu coûteuse de glucides, très utilisée en particulier en Amazonie depuis des siècles et dans plusieurs pays d'Afrique tropicale depuis la fin du (cfr dans Internet, nombreux livres sur la question), mais sa consommation sans préparation adéquate est source de graves risques pour la santé.
Le manioc amer contient en effet des glucosides cyanogéniques toxiques, la linamarine (pour 90 %) et la lotaustraline (pour 10 %), qui, lorsque les cellules de la plante sont endommagées, se décomposent sous l'effet d'enzymes, en libérant de l'acide cyanhydrique..
Cette décomposition se fait en deux étapes : l'hydrolyse de la molécule de linamarine, sous l'effet de la linamarase, produit du glucose et de la cyanhydrine d'acétone. Cette dernière molécule, instable, se décompose en cyanure d'hydrogène et en acétone, soit spontanément à un pH inférieur à 5 ou une température supérieure à , soit sous l'effet d'une autre enzyme, l'hydroxynitrile lyase.
Les glycosides cyanogènes sont présents dans tous les tissus de la plante (hormis dans les graines). Leur teneur est la plus élevée dans les feuilles ( de linamarine par kilogramme de poids frais). Dans les racines, ce taux est plus faible et varie de 100 à selon les cultivars. Il n'existe pas de cultivar exempt de glycosides cyanogènes., cependant une variété de manioc dont le taux de linamarine a été réduit de 99 % dans la racine a été développée grâce au procédé de l'interférence par ARNDimuth Siritunga, Richard T. Sayre, Generation of cyanogen-free transgenic cassava, Planta, juillet 2003, volume 217, Issue 3, L’interférence ARN, la NBT pour moduler l’expression des gènes, Info NBT, le 13 janvier 2017. Son rendement est cependant bien moins élevé que pour les variétés toxiques classiques..
On a décrit quatre types de toxicité selon l'importance des doses de cyanure ingérées. : Toxicité aiguë à doses massives, entraînant une mort rapide ; Toxicité aiguë à doses très élevées, pouvant provoquer un syndrome parkinsonien ; Toxicité subaiguë à doses élevées, responsables de la maladie de Konzo (ou Mantakassa), qui est une paraplégie spastique ; Toxicité chronique à doses faibles, responsable de la neuropathie ataxique tropicale.
Une grande diversité de procédés de préparation du manioc permet de le détoxifier et incluent :
la cuisson dans l'eau, qui lessive d'autant plus l'acide cyanhydrique que la quantité d'eau est importante et la cuisson longue ; la cuisson à la vapeur et la friture ; le séchage au soleil ou accéléré par l'utilisation de four, permettant d'éliminer 10 à 30 % des glucides cyanogénétiques ; l'épluchage, qui consiste à enlever l'enveloppe externe du tubercule de manioc ; le blanchiment, qui consiste à tremper les tubercules de manioc préalablement épluchés et découpés dans de l'eau bouillante pendant 5 à 10 minutes, permettant de réduire jusqu'à 50 % environ le taux de cyanogènes ; la fermentation (ou rouissage) suivie du séchage, de loin la méthode de détoxification le plus efficace car elle permet une réduction de 80 à 95 % des cyanogènes.
La cuisson des tubercules de manioc ne suffit pas toujours à les rendre consommables. On rapporte des cas d'intoxication — certes heureusement rares — ayant entraîné la mort après absorption de manioc mal cuit, en particulier lors de la friture.
La chair blanche du tubercule doit être râpée et lavée (ou fermentée par rouissage.) puis séchée et cuite, comme le font des Amérindiens de la région amazonienne depuis des siècles.
Un rapport de la FAO a confirmé que tremper le manioc dans de l'eau pendant cinq jours avant de le sécher puis le manger permet de réduire fortement le niveau de cyanure et ainsi le rendre comestible..
La consommation de feuilles mal bouillies (par exemple en posant un couvercle sur la marmite, ce qui limite l'évaporation de l'acide cyanhydrique) peut également être mortelle toujours à cause de la présence de traces de cyanure. ; cependant si les taux de cyanure sont acceptables, il sera transformé dans l'organisme en thiocyanate, ce qui peut causer de l'hypothyroïdie, voire un goitre par blocage des récepteurs à l'iode sur la glande thyroïde.
Les effets d'une consommation régulière de petites quantités d'acide cyanhydrique encore présentes dans le manioc après détoxification sont mal connus.
Interactions Une symbiose peut se former entre la plante de manioc et des champignons mycorhiziens. Ceci confère au manioc une meilleure résistance à la sécheresse ainsi qu’une meilleure adaptation aux sols pauvres en nutriments.
Les champignons fournissent du phosphate inorganique à la plante, élément essentiel à leur développement, entraînant une croissance accrue du manioc. Cette symbiose permet un meilleur rendement des cultures de manioc et est particulièrement intéressante dans le contexte de consommation mondiale de manioc. Cet aliment étant une des ressources nutritives majeures des pays tropicaux, son optimisation pourrait jouer un rôle dans la lutte contre la précarité alimentaire.
Variétés vignette|droite| Racines de manioc. vignette|droite| Manioc du Brésil, par Albert Eckhout. vignette|droite| Représentation de Manioc (Yuca) en culture mochica, premier siècle, musée Larco (Lima).
On distingue une multitude de variétés de manioc différentes entre elles par plusieurs paramètres. Les caractères distinctifs les plus utilisés in vivo sont la coloration et la forme des organes.
Le manioc étant une plante à racine, le terme « racine tubéreuse » est scientifiquement plus approprié que le terme « tubercule ».
On en cultive deux variétés principales : le manioc amer, impropre à la consommation s'il n'est pas préalablement détoxifié, et dont les racines séchées sont transformées en tapioca, en cassave ou en farine qui, préparée sous forme de farofa, est un ingrédient de la feijoada brésilienne ; le manioc amère détoxifié permet également a la fabrication des excipients des médicaments pharmaceutiques qui servent a contenir le principe actif desdits médicaments. le manioc doux, dont les racines peuvent être directement consommées, on note cependant des cas de neuropathies car il contient des hétérosides cyanogènes en moindre quantité (8 fois moins que le manioc amer).
Les tubercules sont également utilisés pour la préparation de boissons alcoolisées distillées, comme la boisson indigène cauim et la tiquira, cachaça commune de l'État brésilien du Maranhão.