ACADEMIE D'AIX MARSEILLE UNIVERSITE D'AVIGNON ET DES PAYS DE VAUCLUSE

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ACADEMIE D'AIX-MARSEILLE UNIVERSITE D'AVIGNON ET DES PAYS DE VAUCLUSE THESE présentée pour obtenir le grade de Docteur en Sciences de l'Université d'Avignon et des Pays de Vaucluse SPECIALITE : CHIMIE Stabilité de microconstituants de la tomate (composés phénoliques, caroténoïdes, vitamines C et E) au cours des procédés de transformation : études en systèmes modèles, mise au point d'un modèle stoechio-cinétique et validation pour l'étape unitaire de préparation de sauce tomate par Céline CHANFORAN soutenue le 17 septembre 2010 devant un jury composé de Mme MAILLARD Marie-Noëlle Professeur, AgroParisTech Massy Rapporteur M. GUYOT Sylvain Chargé de Recherche, INRA Rapporteur Mme BONAZZI Catherine Chargée de Recherche, INRA Examinateur M. DANGLES Olivier Professeur, Université d'Avignon Examinateur M. GEORGE Stéphane Chef de projet, CTCPA Examinateur Mme CARIS-VEYRAT Catherine Chargée de Recherche, INRA Directrice de thèse Mme DUFOUR Claire Chargée de Recherche INRA Directrice de thèse ED 306 Sciences des Procédés - Sciences des Aliments Discipline : Biochimie, Chimie et Technologie des Aliments Laboratoire de chimie des antioxydants UMR 408 UAPV-INRA d'Avignon Centre Technique de la Conservation des Produits Agricoles

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  • unitaire de préparation de sauce tomate

  • technologie des aliments laboratoire de chimie des antioxydants umr

  • sciences des procédés - sciences des aliments discipline

  • achl acide

  • grade de docteur en sciences


Publié le : mercredi 1 septembre 2010
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ACADEMIE D’AIX-MARSEILLE
UNIVERSITE D’AVIGNON ET DES PAYS DE VAUCLUSE




THESE

présentée pour obtenir le grade de Docteur en Sciences
de l’Université d’Avignon et des Pays de Vaucluse


SPECIALITE : CHIMIE




Stabilité de microconstituants de la tomate (composés
phénoliques, caroténoïdes, vitamines C et E) au cours des
procédés de transformation : études en systèmes modèles, mise au
point d'un modèle stoechio-cinétique et validation pour l’étape
unitaire de préparation de sauce tomate





par Céline CHANFORAN
soutenue le 17 septembre 2010 devant un jury composé de


Mme MAILLARD Marie-Noëlle Professeur, AgroParisTech Massy Rapporteur
M. GUYOT Sylvain Chargé de Recherche, INRA Rapporteur
Mme BONAZZI Catherine Chargée de Recherche, INRA Examinateur
M. DANGLES Olivier Professeur, Université d’Avignon Examinateur
M. GEORGE Stéphane Chef de projet, CTCPA Examinateur
Mme CARIS-VEYRAT Catherine Chargée de Recherche, INRA Directrice de thèse
Mme DUFOUR Claire Chargée de Recherche INRA Directrice de thèse


ED 306 Sciences des Procédés - Sciences des Aliments
Discipline : Biochimie, Chimie et Technologie des Aliments
Laboratoire de chimie des antioxydants
UMR 408 UAPV-INRA d’Avignon
Centre Technique de la Conservation des Produits Agricoles

LISTE DES ABREVIATIONS
AA acide ascorbique
AAPH 2,2’-azo(2-amidinopropane)dihydrochloride
ACHL acide chlorogénique
AE efficacité antioxydante
AH antioxydant
BHT butylated hydroxytoluène
CAR caroténoïdes
CLHP chromatographie liquide haute performante
CPG chromatographie en phase gazeuse
d diamètre de volume [4,3]
d diamètre de surface [3,2]
DHAA acide déhydroascorbique
Ea énergie d'activation
E/H eau dans huile
E/H/E eau dans huile dans eau
ERO espèce réactive de l’oxygène
h heure
H/E huile dans eau
H O peroxyde d’hydrogène 2 2
HDL lipoprotéine de forte densité (high density lipoprotein)
k constante de vitesse
kapp constante de vitesse apparente
kLa coefficient de transfert de l'oxygène
LDL lipoprotéine de basse densité (low density lipoprotein)
LH lipide polyinsaturé
LOH lipide polyinsaturé alcool
LOOH lipide polyinsaturé peroxydé
MTBE éther tert-butylméthylique
m/z masse/charge
O oxygène 2
PC phosphatidylcholine
PL phospholipide
PP composés phénoliques
PRU prunine
RMN résonance magnétique nucléaire
RUT rutine
SDS sodium dodecyl sulfate
SM spectrométrie de masse
T température
TG triglycéride
TL trilinoléine
TOCO α-tocophérol
Tr temps de rétention
UV ultraviolet
VLDL lipoprotéine de très basse densité (very low density lipoprotein)
λmax longueur d'onde maximale d'absorption
•X radicaux initiateurs


SOMMAIRE GENERAL



Introduction


Chapitre I
Etat de l'art


Chapitre II
Evolution des microconstituants de la tomate au cours des
procédés de transformation


Chapitre III
Etude de la stabilité de microconstituants dans des systèmes
modèles mimant le procédé industriel de préparation de sauce
tomate à partir de concentré de tomate


Chapitre IV
Mise en place d’un modèle stoechio-cinétique et validation sur
un produit réel


Conclusion









Introduction

Introduction
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
De nombreuses études épidémiologiques ont démontré les effets bénéfiques d'un régime riche en
fruits et légumes. Ces effets pourraient être en partie dus, aux microconstituants (caroténoïdes,
composés phénoliques, vitamines, minéraux, composés soufrés…) contenus dans ces produits.
Des effets protecteurs vis-à-vis des maladies cardio-vasculaires et de certains cancers ont été mis
en évidence pour certains d’entre eux.
La tomate a été étudiée à de nombreuses reprises. Elle s'est révélée être riche en
microconstituants antioxydants, et plus particulièrement, en caroténoïdes. D'après certaines
études, une consommation régulière de tomates ou de produits à base de tomates réduirait les
risques de cancers, mais également de maladies cardiovasculaires, de diabète et d’ostéoporose.
La transformation de la tomate permet l'élaboration d'une grande diversité de produits qui se
retrouvent ensuite disponibles dans le commerce. Les procédés de transformation impliquent un
ou plusieurs traitements thermiques susceptibles d'affecter les teneurs en microconstituants et
ainsi la qualité nutritionnelle des produits finis. En effet, ces microconstituants sensibles à la
chaleur et à la lumière peuvent être partiellement dégradés lors de réactions d'oxydation et/ou
d'isomérisation.

Ce travail a été réalisé dans le cadre du projet ANR Réactial qui a pour objet la prédiction et le
contrôle de l’apparition ou de la disparition de marqueurs réactionnels au cours de la
transformation et de la conservation des aliments. L’objectif principal de ce projet consiste en la
mise au point d'une méthodologie ayant pour but de développer des stratégies permettant de
préserver au mieux l'intégrité des composés nutritionnels d'un aliment ou favorisant l'apparition
de composés néoformés positifs. L'impact de la formulation et des transferts de matière et de
chaleur sur les cinétiques réactionnelles seront largement étudiés. L'obtention de données
expérimentales synchrones des transferts et des réactions sur plusieurs produits alimentaires
permettra une réflexion méthodologique et la mise en place d'outils d'intégration des
connaissances et d'aide à la décision. Une approche globale de type « génie de la réaction »
permettra de compléter et de fiabiliser les connaissances des mécanismes et des cinétiques
réactionnelles, puis de les formaliser et de les modéliser en vue d'optimiser le système
produit/procédé. Les trois produits alimentaires retenus dans ce projet sont les suivants: une
génoise, un fromage processé et une sauce tomate.
Le projet REACTIAL regroupe un certain nombre de partenaires publics et privés. Les
1 Introduction
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
partenaires publics sont l’UMR Génie Industriel Alimentaire (Massy), l’UMR Science de
l'Aliment et de l'Emballage (Massy), l’UR Qualité des Produits Animaux (Theix), le Laboratoire
de Génie Chimique (Toulouse), l’UMR Ingénierie des Agropolymères et Technologies
Emergentes (Montpellier) et l’UMR Sécurité et Qualité des Produits d'Origine Végétale
(Avignon). Les partenaires privés du projet sont les Fromageries Bel (Vendôme), les Moulins
Soufflet (Corbeil-Essonnes) et le Centre Technique de la Conservation des Produits Agricoles
(Avignon). Un membre individuel, le professeur Tiny Van Boekel (Wageningen, Pays-Bas), a
également été associé.

Dans ce contexte, la stabilité des microconstituants de la tomate et l'oxydation des lipides seront
évalués en systèmes modèles dans des conditions mimant la préparation de la sauce tomate.
L'originalité de cette étude réside dans la mise au point de milieux modèles permettant un suivi
cinétique des différents composés d'intérêt au cours du temps. En effet, la grande majorité des
études réalisées jusqu'à présent se sont simplement intéressées aux teneurs en microconstituants
dans les produits avant et après le traitement, sans suivre précisément leur évolution au cours du
temps. Par ailleurs, les études concernant l'évolution des caroténoïdes de la tomate au cours des
procédés de transformation sont nombreuses alors que celles concernant les composés
phénoliques sont quasi-inexistantes. Au delà d'une étude impliquant divers microconstituants,
l'utilisation de systèmes modèles au sein desquels sont réalisés des suivis cinétiques, complétés
par une modélisation aboutissant à la mise en place d'un modèle stoechio-cinétique, font de ce
travail un projet innovant.


Ce manuscrit est organisé en quatre chapitres. Le premier sera consacré à un état de l'art exhaustif
sur les microconstituants de la tomate et l'impact des procédés de transformation sur leur teneur
au sein des produits à base de tomate. Dans un second chapitre, les analyses qualitatives et
quantitatives réalisées sur divers produits à base de tomate seront présentés. L'analyse de produits
fournis par des usines, récoltés en entrée et en sortie de process, permettront de formuler des
hypothèses concernant la stabilité des microconstituants. D'autres part, les marqueurs de la
qualité nutritionnelle des produits à base de tomate seront sélectionnés grâce à ces analyses.
Ceux-ci seront étudiés au sein de systèmes modèles présentés dans le chapitre III. Ce chapitre
2

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