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Niveau: Supérieur, Doctorat, Bac+8

  • mémoire


N° d'ordre: 2240 INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE TOULOUSE Ecole Nationale Supérieure Agronomique de Toulouse Laboratoire de Génie Chimique UMR 5503 (CNRS/INPT/UPS) Département « Génie des Procédés et Systèmes Microbiens » THESE Présentée à l'INPT par Hend BEJAOUI En vue d'obtenir le titre de: DOCTEUR DE L'INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE TOULOUSE École doctorale: SCIENCES DES PROCEDES Spécialité: GENIE DES PROCEDES ET DE L'ENVIRONNEMENT Champignons ochratoxinogènes et ochratoxine A (OTA) dans des vignobles Français et procédés biologiques de décontamination de l'OTA dans les moûts de raisin Soutenue publiquement le 18 Juillet 2005 devant le jury composé de: M. M. BARAKATE (Pr. Université de Marrakech) Président M. A. LEBRIHI (Pr. ENSAT-INPT) Directeur de thèse Mme. P. TAILLANDIER (MC/HDR. ENSIACET-INPT) Co-directeur de thèse Mme. A. LONVAUD-FUNEL (Pr. Université Bordeaux 2) Rapporteur Mme. F. SEIGLE-MURANDI (Pr. Université de Grenoble) Rapporteur

  • ministère de l'enseignement supérieure

  • genie des procedes et de l'environnement

  • identification des champignons ochratoxinogènes………………………………………16

  • supérieure agronomique de toulouse

  • filiere raisin

  • chromatographie sur couche mince


Sujets

Informations

Publié par
Publié le 01 juillet 2005
Nombre de lectures 57
Langue Français
Poids de l'ouvrage 1 Mo

N° d'ordre: 2240


INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE TOULOUSE

Ecole Nationale Supérieure Agronomique de Toulouse

Laboratoire de Génie Chimique UMR 5503 (CNRS/INPT/UPS)
Département « Génie des Procédés et Systèmes Microbiens »

THESE
Présentée à l’INPT


par

Hend BEJAOUI

En vue d’obtenir le titre de:

DOCTEUR DE L'INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE
TOULOUSE

École doctorale: SCIENCES DES PROCEDES
Spécialité: GENIE DES PROCEDES ET DE L'ENVIRONNEMENT

Champignons ochratoxinogènes et ochratoxine A (OTA) dans des vignobles
Français et procédés biologiques de décontamination de l'OTA dans les
moûts de raisin


Soutenue publiquement le 18 Juillet 2005
devant le jury composé de:



M. M. BARAKATE (Pr. Université de Marrakech) Président


M. A. LEBRIHI (Pr. ENSAT-INPT) Directeur de thèse
Mme. P. TAILLANDIER (MC/HDR. ENSIACET-INPT) Co-directeur de thèse
Mme. A. LONVAUD-FUNEL (Pr. Université Bordeaux 2) Rapporteur F. SEIGLE-MURANDI (Pr. Université de Grenoble) Rapporteur


Au Seigneur de l’Univers
A mes Proches
A tout le Corps Enseignant que j’ai pu côtoyer tout au long de mes études
A Pierre et à Marie Curie pour leur amour à la Science
Remerciements

L'exercice académique de remerciements en début de mémoire est un peu réducteur du
sentiment de gratitude que je souhaite exprimer pour faire part de ma reconnaissance, mais je
sacrifierai à la tradition, en m'excusant par avance au prés des personnes que je pourrai
oublier.
Je voudrais remercier en tout premier lieu mes très chers parents pour leurs soutiens moral et
financier, pour leurs encouragements, leurs conseils, leur dévouement et pour tous les efforts
et les sacrifices qu’ils n’ont cessé de faire pendant tout mon parcours et pendant la période de
réalisation de la thèse.
Ce travail a été réalisé au Laboratoire de Génie Chimique (UMR 5503, CNRS-INPT-UPS)
dans le département Génie des Procédés et Systèmes Microbiens à l’École Nationale
Supérieure Agronomique de Toulouse (ENSAT-INPT) sous la direction scientifique de
Monsieur le Professeur Ahmed LEBRIHI et sous la codirection de Madame Patricia
TAILLANDIER Maître de Conférences et habilitée à diriger les recherches au sein du même
laboratoire. Madame Florence MATHIEU, Maître de Conférences et Chercheur dans notre
laboratoire qui ne faisait pas directement partie de mes encadrants s'est toujours intéressée de
très près à mon travail. Je tiens à leur exprimer toute ma reconnaissance et mes sincères
remerciements pour leur accueil bienveillant au sein du laboratoire, pour leurs conseils très
précieux et leurs encouragements ainsi que pour la confiance qu'ils m'ont constamment
témoignée.
J’adresse également mes remerciements à Mesdames les Professeurs Aline LONVAUD-
FUNEL et Françoise SEIGLE-MURANDI d'avoir accepté d'évaluer en tant que rapporteurs
mon travail de thèse.
Je souhaite exprimer également mes remerciements à Monsieur le Professeur Mustapha
BARAKATE qui a accepté de juger ce travail.
Tout au long de mes études de troisième cycle en France j’ai bénéficié d’une bourse du
Gouvernement Tunisien qui m’a été octroyée par le Ministère de l’Enseignement Supérieure
et de la Recherche de Tunisie. Je tiens à lui exprimer mes sincères remerciement pour son
soutien financier.

Les conditions de travail favorables dont j'ai pu bénéficier sont le fait de l'ensemble du
personnel permanent et des étudiants du laboratoire, je les remercie tous.
SOMMAIRE
Remerciements
Sommaire
Liste des abbréviations
INTRODUCTION GENERALE……………………………………………………………1

CHAPITRE I. ETAT DE L'ART SUR LES TRAVAUX MENES SUR
L'OCHRATOXINE A ET APPLICATION A LA FILIERE RAISIN

1. LES MYCOTOXINES……………………………..……………………………………...4
1.1. Nature des mycotoxines…………………………………………………………………..4
1.2. Vecteurs d'exposition aux mycotoxines………………………………………………..…4
1.3. Impacts sanitaires et économiques………………………………………………………..5
2. OCHRATOXINE A………………………………………………………………… …….6
2.1. Nature de la molécule………………………………………………………….................6
2.2. Propriétés physico-chimiques…………………………………………….........................7
2.3. Toxicité …………………………………………………………......................................8
2.4. Méthodes de dosage de l'ochratoxine A …………………………………………………9
2.4.1. CCM (Chromatographie sur Couche Mince). …………………………………………9
2.4.2. Méthodes immunoenzymatiques………………………………………………………9
2.4.3. CLHP (Chromatographie Liquide à Haute Pression)………………………………….10
2.4.3.1.Immunopurification avant dosage par CLHP……………………..………………….10
2.4.3.2. Méthodes de confirmation………………………………………..…….....................10
3. LES CHAMPIGNONS OCHRATOXINOGENES…………………………………….11
3.1. Genres et espèces ochratoxinogènes……………………………………………………..11
3.1.1. Genre Aspergillus………………………………………………………………..……..11
3.1.2. Genre Penicillium…………………………………..………………………………….15
3.2. Identification des champignons ochratoxinogènes………………………………………16
3.2.1.Aspergillus…… ……………………………………………...……………………….16
3.2.1.1. Description morphologique………………………………………………………….16
3.2.1.2. Les black aspergilli………………………………………….....................................16
3.2.2. Penicillium………………..…………………………………………………………...25
4. L'ALIMENTATION VECTEUR D'OCHRATOXINE A …………………………....26
5. FILIERE RAISIN, JUS DE RAISIN ET VIN…………………………………………27
5.1. Filière raisin: importance économique et dégats causés par les champignons…………27

5.2. Niveaux de contamination à l'OTA des produits de la filière…………………………..28
5.2.1. Rasins secs…………………………………………………………………...……….28
5.2.2. Jus de raisin……………………………………………………………………………28
5.2.3. Vins……………………………………………………...……………………………29
5.3. Champignons ochratoxinogènes au sein de la filière……………………………………32
5.4. Ecologie et ochratoxinogenèse des champignons……………………………………….34
5.4.1. Facteurs intrinsèques…………………………………………………………..………34
5.4.2. Facteurs extrinsèques…………………………………………………………………..35
5.4.2.1. Facteurs physico-chimiques………………………………………………………….35
5.4.2.2. Facteurs biologiques………………………………………………………..………..38
5.4.2.3. Facteurs chimiques……………………………………………………………..……39
6. GESTION DE LA CONTAMINATION AU SEIN DE LA FILIERE………………..40
6.1. Système de surveillance………………………………………..………………………..40
6.2. Réglementation…………………………………………...………………….…………..41
6.3. Stratégies de lutte contre la contamination à l'OTA…………………..……....................43
6.3.1. Mesures préventives………………………………………….………………………..43
6.3.2. Mesures curatives……………………………………………………………………...45
6.3.2.1. Physique……………………………………………………………………………..46
6.3.2.2. Chimique (utilisation de l'ozone)……………………………………………………47
6.3.2.3. Méthodes biologiques……………………..……………………...............................48
7. CONCLUSION…………………………………………..……………………………....50

CHAPITRE II. CHAMPIGNONS OCHRATOXINOGENES DANS DES VIGNOBLES
FRANÇAIS ET ORIGINE DE L'OTA DANS LE RAISIN
Introduction………………………………….………………………………………………52
Plan de travail………………………………………………………...……………………..54
Résulats et discussion……………………………………………………………………….56
1. Description de la population fongique totale…………………………………………..56
2. Description de la population fongique ochratoxinogène………………………………57
3. Evolution des populations fongiques totale et ochratoxinogènes………………..……58
3.1. Selon les stades de maturité………………………………..……………………..…58
3.2. Selon les régions…………………………………………………………………….58
3.2.1. Régions du Poitou Charentes et de l'Alsace………………………………………58
3.2.2. Bassin méditerranéen……………………………………………………………..60
3.2.2.1. La région Provence-Alpes-Côte-d'Azur………………………………………..60
3.2.2.2. Région du Languedoc-Roussillon………………………………………………61
3.2.3. Comparaison entre les différentes régions………………………………………..63
3.3. Selon les variétés au niveau du Bassin méditerranéen……………………………..64

Conclusion………………………………..............................................................................68

ARTICLE 1

FUNGAL FLORA AND OCHRATOXIN A PRODUCTION DURING WINE GRAPE
MATURATION IN FRENCH VINEYARDS DURING THREE YEARS

Abstract………………………………………………………………………………70
1. Introduction…………………………………………………… ……………….71
2. Materials and methods…………………………………………………………...72
2.1. French study area………………………………………………..……..............72
2.2. Samples collection……………………………………………………………..73
2.3. Mycological analysis of grapes………………………………………………..73
2.4. Ochratoxigenic ability of the isolates …………………………………..……..73
2.5. Ochratoxin A analysis in grapes ……………………………………................73
2.6. High performance liquid chromatography ……………………………………73
3. Results …………………………………………………………………..………..74
3.1. Total fungal isolates……………………………………………………………74
3.2. Ochratoxigenic fungal isolates…….…………………………………………...75
3.3. Fungi population evolution…………………………………………………….75
3.3.1. During the growing season…………………………………………………...75
3.3.2. Regional variation and varieties…...................................................................75
4. Discussion……………………………………………………………………….76
Acknowledgements………………………………………………………………….78
References……………………………………………………………………………78

CHAPITRE III. EFFETS DE CERTAINS AGENTS CHIMIQUES FONGICIDES ET
ALCOOLS SUR LA CROISSANCE ET LA PRODUCTION
D'OCHRATOXINE A PAR LES CHAMPIGNONS

INTRODUCTION…………………………………………………………………………91

RESULTATS………………………………………………………………………………93
1. Effets de certains traitements fongicides utilisé dans le vignoble sur la croissance des
champignons ochratoixnogènes et la production de l'OTA…………………………………93
2. Effets in vivo des alcools sur la croissance et la production d'OTA par l'espèce Aspergillus
carbonarius………………………………………………………………………….………94
DISCUSSION GENERALE ET CONCLUSION………………………………..………96


ARTICLE 2

ALCOHOLS EFFETS ON GROWTH AND OCHRATOXIN A PRODUCTION BY TWO
ISOLATES OF ASPERGILLUS CARBONARIUS SPECIES

Abstract………………………………………………………..………………………99
1. Introduction………………………………………………..……………………….99
2. Materials and methods…………………………………...……………………….100
2.1. Moulds………………………………………………….....................................100
2.2. Preparation of spore suspensions………………………………………………100
2.3. Cultivation conditions………………………………………………………….100
2.4. Fungal growth …………………………………..……………………………...101
2.5. Sample preparation …………………………………….....................................101
2.6. Detection and quantification of ochratoxin A ………………………………….101
2.7. Statistical analysis…………................................................................................102
3. Results …………………………………………………………………..…………102
3.1. Effects of methanol and ethanol on fungal growth……………………………..102
3.2. Effects of ethanol and methanol on ochratoxin A production………………….102
4. Discussion………………………………………………………………………….103
Acknowledgements…………………………………………………………………..106
References…………………………………………………………………………….106


CHAPITRE IV. PROCEDES BIOLOGIQUES DE DECONTAMINATION DES
MOUTS DE RAISIN

INTRODUCTION…………………………………………………………………………115
RESULTATS………………………………………………………………………………116
1. Elimination de l'OTA par les Aspergillus de la section Nigri……………………………116
1.1. Dégradation……………………………..………………………………………………116
1.2. Adsorption………………………………………………………………………………116
2. Elimination de l'OTA par les microorganismes de l'environnement vinicole………..…..117
CONCLUSION……..…………………………………………………………………..….119


ARTICLE 3

BIODEGRADATION OF OCHRATOXIN A BY NIGRI SECTION ASPERGILLUS
SPECIES ISOLATED ON FRENCH GARPES: A HOPE FOR OCHRATOXIN A
DECONTAMINATION IN GRAPE JUICES AND MUSTS

Abstract………………………………………………………………………………121
1. Introduction………………………………………………………………………..122
2. Materials and methods……………………………………………………………123
2.1. Strains…………………………………………..……........................................123
2.2. Culturing media…………………………………………………………………123
2.3. Fermentation conditions………………………………………………………...124
2.4. Ochratoxin A extraction………………………..……………………………….124
2.5. Detection and quantification of ochratoxin A…………………………………..124
3. Results …………………………………………………………………..…………125
3.1. Screening of Nigri section Aspergillus isolates for OTA detoxifying activity…125
3.2. Kinetics of ochratoxin A degradation by three isolates of Nigri section Aspergillus
species on SGM……………………………………………………………………..125
4. Discussion………………………………………………………………………….126
Acknowledgements…………………………………………………………………..127
References……………………………………………………………………………127

ARTICLE 4

BLACK ASPERGILLI CONIDIA AS NEW BIOLOGICAL ADSORBENT FOR
OCHRATOXIN A IN GRAPE JUICES

Abstract…………………………………………………………………………….135
Introduction………………………………………………………………………..136
Materials and methods……………………………………………………………137
Strains………………………………………………..……....................................137
Culturing media……………………………………………………………………137
Preparation of spore suspensions………………………………………………….138
Fermentation conditions …………………..………………………………………138
Coinidia germination…………………………........................................................138
Assessing grape juice tint……………………………………………………….139
Detection and quantification of ochratoxin A…………………………………...139
Statististical analysis…………………………………………………………….139
Results …………………………………………………………………..………..139
Ochratoxin A removal in synthetic grape juice…….……………………………139 oval in natural grape juice ……………………………………140
Discussion…………………………………………………………………………141
Acknowledgements……………………………………………………………….144
References…………………………………………………………………………144

ARTICLE 5

OCHRATOXIN A REMOVAL IN SYNTHETIC AND NATURAL GRAPE JUICES BY
SELECTED OENOLOGICAL SACCHAROMYCES STRAINS

Abstract…………………………………………………………………………….153
Introduction………………………………………………………………………..154
Materials and methods……………………………………………………………156
Yeast strains………………………………………..…….....................................156
Yeast wall additive………………………………………………………………...156
Culture media………………………………………………………………………156
Growing yeast assay …………………..…………………………………………..157
Yeast preparation………………………………......................................................157
Adsorption assay…………………………………………………………………...157
OTA extraction……………………………………………………………………..158
Detection and quantification of OTA………………………………………………158
Statistical analysis………………………………………………………………….158
Results …………………………………………………………………..…………..159
Removal of OTA by growing yeasts…….………………………………………...159
Adsorption assays ………………………………………………………………159
Effect of cell concentration………………………………………………….159