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La thèse a été réalisée dans les Unités BIA (INRA Nantes) et GRAPPE (ESA Angers).

Titre : "Distribution et fonctions des ions métalliques et des composés phénoliques dans les parois de fruits charnus- Modèle pomme et raisin"

Résumé :

La couleur, la fermeté, la saveur, ou l’aptitude à la conservation, sont les principaux critères de qualité qui déterminent le choix du consommateur, les procédés de transformation et la stabilité des fruits charnus. Ces critères dépendent des mécanismes déterminants la qualité des productions, faisant intervenir les ions métalliques, les composés phénoliques et les parois cellulaires. Pour appréhender ces mécanismes, les travaux ont été réalisés sur deux variétés de pommes à cidre et étendus aux variétés de raisins de cuve. Le développement de méthodes de cryo-microscopie associées à la fluorescence X et UV a permis l’identification et la distribution tissulaire des ions métalliques et des composés phénoliques. Les métaux de transition et les flavanols sont retrouvés majoritairement dans la cuticule alors que le calcium, le magnésium et les pigments phénoliques sont co-localisés  dans les couches sous-cuticulaires. Une distribution homogène du potassium est observée de la couche sous-cuticulaire au cortex externe, zones riches en acides phénoliques. Parmi ces acides, les acides hydroxycinnamiques sont potentiellement estérifiés dans les parois cellulaires. L’impact de ces composés sur la qualité des fruits lors de leur consommation ou transformation a été abordé par l’étude des interactions entre les ions métalliques, la pectine des parois cellulaires et les composés phénoliques en présence de peroxyde d’hydrogène. L’ensemble des résultats : distribution des ions métalliques et composés phénoliques, ainsi que les interactions et les mécanismes réactionnels possibles est résumé dans un modèle conceptuel qui servira de base pour de futurs travaux visant à un meilleur contrôle des propriétés organoleptiques des fruits frais et transformés.

Abstract: Metallic ions and phenolic compounds distributions and functions in fleshy fruit cell wall.

Colour, firmness, taste and long storage ability, are the main quality parameters that define consumer choice, processing and shelf-life of fleshy fruits. These quality criteria rely on physiological and physicochemical mechanisms that involve metallic ions, phenolic compounds and cell wall. To better understand these mechanisms, the thesis study was realised on two cider apples varieties and extended to wine grapes. The development of cryo-microscopy methods associated to X-ray and deep UV fluorescence highlighted the identification and distribution at the tissue scale of metallic ions and phenolic compounds. Transition metals and flavanols were mostly found in the cuticle while calcium, magnesium and phenolic pigments were co-localised in the sub-cuticle tissue layers. A homogeneous distribution of potassium was observed from the sub-cuticle to the outer cortex cell layers, a region that is rich in phenolic acids. Among these acids, hydroxycinnamic acids were found to be potentially esterified within cell wall. The impact of these compounds on the quality of fruit during consumption or processing was considered by studying the interactions between metal ions, cell wall pectin and phenolic compounds in the presence of hydrogen peroxide. All results: distribution of metal ions and phenolic compounds, as well as possible interactions and mechanisms of reaction, are summarized in a conceptual model that will serve as a basis for future work aiming at better controlling the organoleptic properties of fresh and processed fruit.

Composition du jury

• Carine LE BOURVELLEC (Chargée de recherche (HDR), INRA Avignon - Université Avignon)- Rapporteur
• Géraldine SARRET (Directeur de recherche, Université de Grenoble)- Rapporteur
• Philippe SIMIER (Professeur des universités, Université de Nantes)- Président du jury
• Thierry ASTRUC (Chargé de recherche, Centre INRA Auvergne-Rhône-Alpes)- Examinateur
• Azeddine DRIOUICH (Professeur des universités, Université de Rouen)- Examinateur
• Laurence GENY-DENIS (Professeur des universités, Université de Bordeaux) -Examinateur
• Marc LAHAYE (Directeur de recherche, INRA Nantes)-Dir. de thèse         
• René SIRET  (Professeur, ESA Angers)-Co-dir. de thèse 
• Alain LEBAIL (Professeur, Oniris Nantes)- Invité