1 Les microconstituants des végétaux: facteurs de variabilité après la récolte UMR Sécurité...

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Les microconstituants des végétaux: facteurs de variabilité après la récolte

UMR Sécurité et Qualité des Produits d’Origine Végétale

Catherine RenardUMR SQPOV

PRATIQUES AGRICOLES INNOVANTES ET QUALITES NUTRITIONNELLES DES PRODUITS ALIMENTAIRES

Séminaire INRA-DGAL 30 mars 2011

UMR Sécurité et Qualitédes Produits d’Origine VégétaleUMR Sécurité et Qualitédes Produits d’Origine Végétale

• Poursuite du métabolisme (ana / catabolisme)– Maturation / sénescence– Interaction avec le stade de récolte

• Parage– Concentrations plus élevées dans les parties externes

• Lessivage– Etapes de lavage (après découpe)– Cuissons avec liquide

• Dégradations enzymatiques– Oxydation enzymatique

• Dégradations « thermiques »– Couple temps / température– Conditions (pH, Aw…)

• Formation de complexes avec les macromolécules

C. Renard, Ecole d’été AlimH, Juillet 2010

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Pourquoi des variations?

C. Renard, Séminaire INRA-DGAL mars 2011

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• Frais• Appertisé - 2ème gamme

– Stabilisé, conservation température ambiante années

• Surgelés – 3ème gamme– Stabilisé, froid négatif mois

• Fresh-cut – 4ème gamme– Non stabilisé, froid positif jours

• Pasteurisés - 5éme gamme– Stabilisés, froid positif semaines

• Produits séchés, hautes pressions…• Jus

C. Renard, Ecole d’été AlimH, Juillet 2010

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Les F&L transformés

C. Renard, Séminaire INRA-DGAL mars 2011

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• Matière première• Conservation après récolte

– Catabolisme ou anabolisme

• Procédés de transformation et de préparation– Parage ou raffinage– Activation ou dégradation enzymatique– Modification chimiques

• Oxydation et auto-oxydation• Autres dégradations

– Lessivage et diffusion

C. Renard, Ecole d’été AlimH, Juillet 2010

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Quelles sources de variabilité?

C. Renard, Séminaire INRA-DGAL mars 2011

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• Evolutions variables: molécules, état physiologique, mode de conservation…

C. Renard, Ecole d’été AlimH, Juillet 2010

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Les compositions évoluent après récolte

0

50

100

150

200

250

0 1 2 3

Durée de stockage (semaine)

20°

12°

4°

mg/kg mf

0

50

100

150

200

250

0 1 2 3

Durée de stockage (semaine)

20°

12°

4°

mg/kg mf

Lycopène – tomate cerise

Retracé d’après Slimestad & Verheul, 2005

0

500

1000

1500

2000

2500

0 1 2 3 4

Durée de stockage (semaine)

20°12°

4°

mg/kg mf

0

500

1000

1500

2000

2500

0 1 2 3 4

Durée de stockage (semaine)

20°12°

4°

mg/kg mf

Vit C – tomate cerise

C. Renard, Séminaire INRA-DGAL mars 2011

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• Evolution après récolte peut être rapide

C. Renard, Ecole d’été AlimH, Juillet 2010

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Un exemple de produit fragile, l’épinard

0

20

40

60

80

100

120

0 2 4 6 8 10

Durée de stockage (jours)

4°10°

20°

Caroténoides / folates

Rétention (% ini)

Pandrangi & Laborde, 2004 Toledo et al., 2000

Vitamine C, 8°C

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• Pertes souvent importantes:– Parties externes riches en microconstituants

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Epluchage – parage - raffinage

C. Renard, Séminaire INRA-DGAL mars 2011

7

0 1 2 3 4 5 6

Elstar

Fuji

Gala

Golden

Elstar

Fuji

Gala

Golden

Flavan-3-ols DihydrochalconesAc. OH-cinnamiques Flavonols

Parenchymes

Epidermes

Teneurs (g /kg de poids frais)

Markovic et al., 2010

0

10

20

30

40

50

60

70

80

cerise cerise grappe grosse grosse

chair peau

Lycopene concentration (mg/kg FW)

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• Traitements de broyage– Action des enzymes

• Oxydation: polyphénoloxydase, peroxydase• Myrosinase• Alliinase…

– Des cellules intactes• Biodisponibilité?

• Découpe / 4éme gamme– Dégradation moins intense

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Déstructuration sans désactivation des enzymes

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De la pomme au jus

0 2000 4000 6000 8000

DCL

DM

GU

KE

PJ

Pommes

Concentrations (mg/kg fw)

Jus

Concentrations (mg/L)

0 1000 2000 3000

Cidre

0 1000 2000 3000

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9Monomeric catechins Procyanidins Hydroxycinnamic acids

Dihydrochalcones Flavonols

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• Approches cinétiques– Hypothèse de premier ordre (pseudo premier

ordre)

– Variation avec la température: Eq d’Arrhénius (énergie d’activation)

C. Renard, Ecole d’été AlimH, Juillet 2010

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Dégradation thermique

GSdGS Ckdt

dC

ref

aE

TTR

refdd ekk

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,

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C. Renard, Ecole d’été AlimH, Juillet 2010

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Dégradation en solutionglucobrassicin

0

20

40

60

80

100

120

0 100 200 300 400

Time (min)

% G

S

80 °C

90 °C

100 °C

110 °C

123 118

Oerlemans et al, Food Chemistry, 2006

C. Renard, Séminaire INRA-DGAL mars 2011

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• Exemple: la vitamine C– Oxydation en régle générale: O2 limitant

C. Renard, Ecole d’été AlimH, Juillet 2010

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L’hypothèse de premier ordre n’est pas toujours vérifiée

Dégradation de l’acide ascorbique à 100°C en aérobiose

Oey et al. 2006

250 mg/L

750 mg/L

150 mg/L

C. Renard, Séminaire INRA-DGAL mars 2011

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Des différences de comportementComposé

ThiosulfinatesCaroténoidesGlucosinolatesCapsaicinoidesFibres alimentairesPolyphénols

Ac OH-cinnAnthocyanesAutres flavonoides

Susceptible à la chaleur et l’oxydation

OuiOui

OuiOui

Variable

Soluble (pertes par diffusion)

Oui

Oui

EvolutionPost-récolte

Oui

Concentrés dans les parties

externes

OuiOui

Oui

OuiOuiOui

Composés vulnérables Composés plus stables

Action enzyme

Oui

OuiOui

Oui

C. Renard, Séminaire INRA-DGAL mars 2011

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• Des niveaux de connaissance très variables – Selon les classes de molécules– Selon les étapes et mécanismes

• Le traitement thermique a été le plus étudié mais n’est pas forcément le plus impactant– Couple temps / température– Facilité d’accès, en solution modèle– Dans les matrices végétales? oxygène?

• Les étapes « physiques » sont beaucoup moins connues– Parage, lessivage…

• L’évolution en stockage est très variable selon les fruits et légumes

• Le domestique?• Quantité et qualité:

– Biodisponibilité des micronutriments lipidiques– Néoformés et produits de fermentation

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Que connaît-on de ces évolutions?