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Méthodes et Equipements - Publications

Animateur : Sylvain Guyot

Membres permanents : Kévin Billet, Angélique Boissière, Agnès Gacel, Sophie Guilois, Sylvain Guyot, Gildas Le Bail, Jean-Michel Le Quéré, Nathalie Marnet, Hélène Sotin

Thèses soutenues au cours des 5 dernières années : Mariana Castillo-Fraire (2020), Mélanie Millet (2018)

L’objectif principal de l’équipe PRP est de comprendre l'implication des composés phénoliques et notamment celui des tanins lors de l’élaboration d’aliments ou de boissons.

Les composés phénoliques sont présents dans presque tous les végétaux, pour lesquels ils contribuent notamment à la défense contre leurs agresseurs. Dans le contexte actuel d’une agriculture plus agroécologique, leur présence dans les plantes cultivées pourrait augmenter ces prochaines années, soit par sélection de variétés plus riches en polyphénols susceptibles de mieux se défendre sans pesticides, soit par l’augmentation de leur teneur, en réponse aux agressions.

Dans les aliments d’origine végétale, leur présence peut, selon les composés, être un avantage (bénéfices nutritionnels, saveur, couleur …), mais aussi parfois un inconvénient (facteurs antinutritionnels vis-à-vis des protéines, astringence excessive, couleur non souhaitée…). Les bénéfices nutritionnels des polyphénols sont principalement attribués à leur activités antioxydante et anti-inflammatoire qui agissent contre les maladies cardio-vasculaires et les cancers ou à une action sur le microbiote. Leur impact anti-nutritionnel et leur astringence sont liés à leurs interactions avec les protéines. Leur contribution sensorielle est diverse : certains composés ont un impact gustatif liée à leur perception par des récepteurs de l’amertume d’autres sont colorés par la présence de chromophores dans la molécule initiale ou dans les produits formés par oxydation. Enfin, ils peuvent également entrainer des difficultés technologiques (insolubilisation des protéines, formation de troubles, perte de propriétés des protéines).

Même si la pomme à cidre, du fait de sa richesse en polyphénols, constitue toujours un modèle d’étude privilégié, nous abordons aujourd’hui d’autres modèles végétaux qui correspondent à des questions de plus en plus présentes dans le contexte des transitions alimentaires. Lors de l’extraction de protéines végétales à partir de protéagineux ou de tourteaux d’oléagineux, des polyphénols se fixent sur les protéines et modifient leurs propriétés (solubilité, digestibilité, foisonnement, émulsion). Il s’agit pour nous de comprendre quels sont les composés qui interviennent et quels sont leurs mécanismes d’interaction et de réactivité vis-à-vis des protéines (oxydation préalable ou non) pour proposer des solutions technologiques innovantes.

   Mots clefs : Polyphénols, Tanins, Protéines, Polysaccharides, Composés azotés, Fruits, Oxydation, Oxydases, Spectrométrie de masse, Enzymes, Interactions, Pomme, Cidre

Nous nous plaçons dans le contexte des transitions agro-écologique, alimentaire et du développement de l’Agriculture Biologique pour lequel nous pensons que les polyphénols auront un rôle à jouer en tant que métabolites secondaires impliqués dans la résistance naturelle des plantes aux bioagresseurs. En conséquence, leur plus grande variabilité dans les productions végétales de demain nécessitera de bien maitriser le devenir de ces polyphénols lors des procédés de transformation et de stockage afin d’élaborer des produits de qualité, tant nutritionnelle qu’organoleptique, ainsi qu’une meilleure valorisation des coproduits.

Nos recherches font intervenir la biochimie, la chimie réactionnelle et la physico-chimie et portent sur le devenir de ces composés phénoliques  au cours de la transformation, en particulier, leur oxydation et les conséquences sur la formation de nouvelles molécules phénoliques pouvant impacter positivement ou négativement la qualité des produits. La variabilité de la matière première (liée à la variété et aux conditions de production notamment Agriculture Biologique et faibles intrants), les procédés de transformation (disponibilité de l’oxygène, chauffage …) sont parmi les facteurs qui influent le plus sur la composition polyphénolique de l’aliment.

A ce stade, notre ambition est basée sur notre expertise scientifique des composés phénoliques et de leur réactivité en transformation végétale, en particulier vis-à-vis des phénomènes d’oxydation. Elle se décline en trois questions de recherches prioritaires : 

→ La réactivité polyphénolique en modèle jus de fruits à cidre 

→ La réactivité polyphénolique et les interactions avec les protéines

→ Les polyphénols, des coproduits pour des fonctionnalités innovantes

• Techniques de préparation d’échantillons, de biochimie et de chimie extractive appliquées aux composés phénoliques et aux polysaccharides pariétaux.
• Techniques de mesures d’activités enzymatiques de type polyphenoloxydase et polysaccharidase
• Techniques séparatives des polyphénols à l’échelle analytique,  semi-préparative et préparative : HPLC, UPLC, CPG, CPC, chromatographie basse pression.
• Techniques de détection et de caractérisation structurale des composés phénoliques avec ou sans couplage chromatographique : spectrométrie UV-Visible en microplaque, spectrométrie de masse en impact électronique (couplage GC), ESI-Piège à ions, ESI-Triple quadripôle, ESI-QTOF)
• Techniques de fabrication de jus de pomme et de cidres : halle pilote équipée de laveuses, de râpes, de différentes presses, de modules de filtration et de centrifugation, de fermenteurs contrôlés de volumes variables* (* matériel appartenant en partie à l’IFPC mais accessible à PRP dans le cadre de l’UMT Résilicidre)

NB : la plupart des équipements analytiques sont intégrés dans le plateau analytique P2M2