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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
UMR Sécurité et Qualitédes Produits d’Origine VégétaleUMR Sécurité et Qualitédes Produits d’Origine Végétale
• 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
UMR Sécurité et Qualitédes Produits d’Origine VégétaleUMR Sécurité et Qualitédes Produits d’Origine Végétale
• 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
C. Renard, Séminaire INRA-DGAL mars 2011
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• Pertes souvent importantes:– Parties externes riches en microconstituants
C. Renard, Ecole d’été AlimH, Juillet 2010
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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
C. Renard, Ecole d’été AlimH, Juillet 2010
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Déstructuration sans désactivation des enzymes
C. Renard, Séminaire INRA-DGAL mars 2011
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C. Renard, Ecole d’été AlimH, Juillet 2010
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
C. Renard, Séminaire INRA-DGAL mars 2011
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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,
C. Renard, Séminaire INRA-DGAL mars 2011
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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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C. Renard, Ecole d’été AlimH, Juillet 2010
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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?