Ministère de l’enseignement supérieur et de la recherche scientifique Université A/Mira de Bejaia Faculté des Sciences de la Nature et de la Vie Département des Sciences Alimentaires Soutenance de doctorat Filière: Sciences Biologiques Spécialité: Agroressources et Technologie Alimentaire Thème Potentiel antioxydant d’extraits de co-produits d’olivier : application dans un emballage actif Présentée par Mme MOUDACHE Messaad Encadrée par Pr. ZAIDI Farid 2016/2017 19/09/2018 20:24

Partie I: Caracterisation et activité antioxidante d’olea europaea Plan de travail Introduction Partie I: Caracterisation et activité antioxidante d’olea europaea Partie II: Emballage actif Conclusion et perspectives

BHA, BHT… oxydation Altération du produit Q.Nutritionnelle et INTRODUCTION OBJ EXP CONCL oxydation BHA, BHT… Altération du produit S.Toxiques affect cependant Q.Nutritionnelle et sensorielle Nombreuses études ont porté sur leurs toxicité élevé Réduire leurs utilisations Remplacer par des AOX naturel

Fournir au consommateur des informations INTRODUCTION OBJ EXP CONCL Proteger l’aliment contre les agents environnementaux Aider au transport Fournir au consommateur des informations 19/09/2018 20:24

EMBALLAGE ANTIOXIDANT INTRODUCTION OBJ EXP CONCL EMBALLAGE ACTIF objectif Prolonger la durée de vie Libérer des composés Absorber des composés antioxydants EMBALLAGE ANTIOXIDANT antioxydants radicaux libres Libération d’agent antimicrobiens O2  CP Coproduit d’olivier Arrêtez le processus naturel d'oxydation des aliments 19/09/2018 20:24

INTRODUCTION OBJ EXP CONCL Valeur ajoutée à ces déchets qui causent de sérieux dégâts environnementaux, 19/09/2018 20:24

Certaines formes d’emballage actif INTRODUCTION OBJ EXP CONCL Migration n’est pas nécessaire Certaines formes d’emballage actif Migration est nécessaire récemment Effet désiré Piègeur de radicaux libres 19/09/2018 20:24

INTRODUCTION OBJ EXP CONCL 19/09/2018 20:24

INTRO OBJECTIF EXP CONCL OBJECTIF 1 Étude du potentiel antioxydant des feuilles et grignon d’olive et l’utilisation d’extraits de feuilles dans la fabrication de l’emballage actif antioxydant piégeur des radicaux libres. 2 Essais de conservation de viande fraiche par l’emballage actif et évaluation de son activité antioxydante 19/09/2018 20:24

Région d’ El-Kseur, Wilaya de Bejaïa INTRO OBJ EXP. PART 1 CONCL MATERIEL 1 Matériel végétal Région d’ El-Kseur, Wilaya de Bejaïa Olea europaea.L. janvier 2013 Feuilles et grignon Diamètre des particules (≤ 0,5 mm) ET MÉTHODES Broyage Tamisage Les poudres sont conservées dans des bocaux, dans un endroit sec et à l abri de la lumière

EXPERIMENTAL Feuilles et grignon Emballage INTRO OBJ EXPERIMENTAL CONCL Feuilles et grignon Emballage Dosage et identification des Cp par UPLC-QTOF-MS et quantification des deux composés majoritaires. Mise en evidence d’autres métabolites secondaires Evaluation de l’activité antioxydante par quatre testes (ORAC, DPPH, FRAP, B carotène). Incorporation d’extrait de feuilles dans le film Evaluation de la capacité de piègeage des radicaux libres du film actif Etude de migration des composés pénoliques d’extrait incorporé dans des simulants alimentaires Evaluation de l’effet antioxidant de l’emballage actif sur la viande fraiche ( Colorimetrie, TBARS, RAMAN). 19/09/2018 20:24

Extraction par macération selon Oomah et al (2010). INTRO OBJ EXP. PART 1 CONCL MATERIEL Phénols totaux solubles selon Singleton et Rossi 1965) Extraction par macération selon Oomah et al (2010). Solvants: Ethanol et Acetone ( 50 et 70%) ainsi que l’ED. Flavanoides selon Lamaison et Carnat (1990) ET MÉTHODES Tannins condensés selon Desphande et al. (1986) Tannins hydrolysables selon Mole et Waterman, (1987) 19/09/2018 20:24

l'analyse des résultats est effectuée par le logiciel masslynx ® Pca. INTRO OBJ EXP. PART 1 CONCL MATERIEL Identification et quantification des composés phénoliques par UPLC–MS –QTOF. Les composés phénoliques ont été détéctés selon les ratios m/z avec une ionisation positive. ET MÉTHODES l'analyse des résultats est effectuée par le logiciel masslynx ® Pca. En fonction de nos conditions de travail nous avons pus quantifier les 2 CP majoritaires détectés (Oleuropéine et la lutéoline-7-O-glucoside). UPLC-MS/QTOF 19/09/2018 20:24

Yadav et Agarwala (2011) Aziman et al. (2012) Amana (2007) INTRO OBJ EXP. PART 1 CONCL MATERIEL Mise en évidence de la présence d’autres métabolites secondaires dans les extraits Yadav et Agarwala (2011) Aziman et al. (2012) Amana (2007) Teneurs en acide ascorbique (Mau et al, 2005) ET MÉTHODES Teneurs en caroténoides (Kuti, 2004) 19/09/2018 20:24

AOX des extraits de feuilles et de grignon INTRO OBJ EXP. PART 1 CONCL MATERIEL AOX des extraits de feuilles et de grignon DPPH selon Brand-Williams et al. (1995) PR du fer selon d’Oyaizu et al. (1986) ET MÉTHODES ORAC selon Bentayeb et al, 2009 B. B. carotène selon Kartal et al. (2007). 19/09/2018 20:24

INTRO OBJ EXP. PART 1 CONCL PTS RESULTATS F>G Flavonoïdes 285% Les solvant utilisés pourraient ne pas solubiliser et extraire les même CP T Hydrolysables T Condensés (4.57, 3.27 mg EC/g MS). 19/09/2018 20:24

Identification des composés phénoliques des feuilles et grignon RESULTATS Composés ETHOH (70%) (50%) Acetone (70) ED FO GO OLE - + OLE (IS1) OLE (IS2) LUT -7-O-G LUT-7-O-G (IS1) OL-11-ME LUT (IS1) LUT (IS2) VB D-7-O-G LIG OLE-AG TYR acide V acide OLA acide EL acide CH acide SYR acide FR acide P- C acide BZ acide SIN LUT-3-7-DG (IS1) LUT-3-7-DG (IS2) LUT-7-O-R (IS1) LUT-7-O-R (IS2) AG-R HTYR-4-O-G (IS1) HTYR-4-O-G (IS2) HTYR-4-O-G (IS3) Cela confirme les résultats précédemment enregistrés par les dosages. 19/09/2018 20:24

Quantification de deux CP majoritaires µg/g lyphilisat RESULTATS Composés ETHOH (70%) (50%) Acetone (70) ED FO GO OLE(IS1) - 56173.83 ±338.83 4971.25 ±32.51 3947.43 ±96.89 4844.68 ±398.98 OLE (IS2) 35773.05 ±1758.35 7492.74 ±539.06 18984.08 ±59.76 32007.25 ±45.87 9796.36 ±130.51 OLE (IS3) 11336.38 ± 358.97 6922.96 ±3.51 26077.94 ±75.14 Σ 47109.43 63666.57 25907.04 35874.3 LUT -7-O-G(IS1) 21074.72 ±31.15 6215.50 ±6.57 11172.13 ±248.98 1233.49 ±9.25 19887.12 ±307.91 16526.12 ±350.98 1007.21 ±15.65 6743.78 ±178.47 LUT -7-O-G (IS2) 12730.24 ±60.57 6082.06 ±65.99 9890.38 ±699.80 1386.62 ±396.44 8309.99 ±331.85 4570.74 ±4.06 33804.96 17254.19 29777.5 24836.11 11314.52 19/09/2018 20:24

RESULTATS INTRO OBJ EXP. PART 1 CONCL Résultats du Screening chimique: Feuilles Grignon Acétone 70% 50% ED Ethanol 50% Ethanol 70% Saponines ++ +++ + - Alcaloïdes Terpénoïde s 19/09/2018 20:24

Teneurs en acide ascorbique et en caroténoïdes mg EQ/g MS INTRO OBJ EXP. PART 1 CONCL RESULTATS Teneurs en acide ascorbique et en caroténoïdes mg EQ/g MS composés Feuilles Grignon caroténoïdes 1.52b 0.02a acide ascorbique 1.93a 2.08a P>0.05 19/09/2018 20:24

Activité antioxidante des extraits de feuilles et grignon INTRO OBJ EXP. PART 1 CONCL Activité antioxidante des extraits de feuilles et grignon RESULTATS 92.42 à 96,02 % 79.66 à 91.27 %) 19/09/2018 20:24

Figure 21: Pouvoir réducteur du fer par les extraits d’Olea europaea INTRO OBJ EXP. PART 1 CONCL RESULTATS F>G Figure 21: Pouvoir réducteur du fer par les extraits d’Olea europaea 19/09/2018 20:24

Activité antioxidante des extraits de feuilles et grignon INTRO OBJ EXP. PART 1 CONCL Activité antioxidante des extraits de feuilles et grignon RESULTATS 19/09/2018 20:24

Solvant organique: pour les extaits de grignon, Extraits de feuilles INTRO OBJ EXP. PART 1 CONCL 88.51% =BHT RESULTATS Blanchiment de B carotène ORAC 84.57% = BHT F>G s’expliquerait par : Plus grand nombre CP identifiés Domination quantitative des CP majoritaires F>G F>G Oleuropeine= extraits de feuille (ethanol 70 et acétone 50% 46.69 % à 88.51% Solvant organique: pour les extaits de grignon, Extraits de feuilles Extraits< lutéoline-7-O-G 19/09/2018 20:24

Préparation d’un film actif antioxydant Deux matériaux sont utilisés INTRO OBJ EXP. PART 2 CONCL MATERIEL Préparation d’un film actif antioxydant Deux matériaux sont utilisés ET MÉTHODES Polyéthylène Papier 19/09/2018 20:24

Un film multicouche (A) composé de 2 couches de polyéthylène (PE) INTRO OBJ EXP. PART 2 CONCL MATERIEL Deux types de films sont étudiés Adhésif PE Un film multicouche (A) composé de 2 couches de polyéthylène (PE)  ET MÉTHODES Un film multicouche (B) composé d’une couche de polyéthylène (PE) et une seconde couche de papier (P).   Adhésif PE Papier 19/09/2018 20:24

L’extrait est incorporé dans l’adhésif à des concentrations de : INTRO OBJ EXP. PART 2 CONCL MATERIEL Les couches sont collées entres elles avec un adhésif approprié pulvérisé sur toute la surface du premier film de PE avant d'appliquer la seconde couche (plastique ou papier) PE/ Papier Extrait+Adhesif PE Seul l’extrait lyophilisé de feuilles d’olivier à été choisi pour utilisation dans l’emballage ET MÉTHODES L’extrait est incorporé dans l’adhésif à des concentrations de : 1%, 2%, 3%, 5% et 10% (m / m) pour le film PE/PE, 1% et 2% (m/m) pour le film de PE/P. 19/09/2018 20:24

Film actif INTRO OBJ EXP. PART 2 CONCL 19/09/2018 20:24 MATERIEL Activité antioxydante Application à la conservation de la viande fraiche ET MÉTHODES Migration des CP 19/09/2018 20:24

Activité de piégeage des radicaux libres de l’emballage actif INTRO OBJ EXP. PART 2 CONCL MATERIEL Activité de piégeage des radicaux libres de l’emballage actif 1. Préparation des sacs en film actif (Pezo et al. 2006). ET MÉTHODES 19/09/2018 20:24

A INTRO OBJ EXP. PART 2 CONCL MATERIEL 2. Mesure de l’activité de piégeage des radicaux libres de l’emballage bioactif ET MÉTHODES B A (%) d’hydroxylation = [(surface 2,5 DHB (film actif) /surface 2,5 DHB (control)] x 100 19/09/2018 20:24

Est-ce que les CP du film actif migrent vers les aliments ? INTRO OBJ EXP. PART 2 CONCL MATERIEL Est-ce que les CP du film actif migrent vers les aliments ? Emballage aliments ET MÉTHODES 19/09/2018 20:24

2 2 1 migration 3 4 INTRO OBJ EXP. PART 2 CONCL acide acétique à 3% Règlement UE n°10/2011 de la Commission du 14 janvier 2011 concernant les matériaux et objets en matière plastique destinés à entrer en contact avec les denrées alimentaires MATERIEL acide acétique à 3% éthanol 10% 2 20ml simulant ET MÉTHODES PET 2% 6x 12 cm2 1 migration 40 ° C pdt 10 jours 3 incubation Analyse UPLC-MS 4

Activité de piégeage des radicaux libres de l’emballage actif INTRO OBJ EXP. PART 2 CONCL RESULTATS Activité de piégeage des radicaux libres de l’emballage actif 28% à 34% 72.02% à 26.08%. 23.64 et 21.19 % Hydroxylation CAOX 19/09/2018 20:24

RESULTATS INTRO OBJ EXP. PART 2 CONCL La migration Dans le présent travail, la migration des composés phénoliques identifiés dans l'extrait de feuilles d'olivier n’est pas observée. composés LOD (µg/kg) LOQ (µg/kg) Oleuropeine 0.49±0.004 1.66±0.018 LUT -7-O-G 1.29±0.018 4.30±0.046 LOD : Limite de détection ; LOQ : Limite de quantification  19/09/2018 20:24

INTRO OBJ EXP. PART 2 CONCL RESULTATS Confirme l’hypothèse du film actif piégeur de radicaux libres sans contact direct entre l’aliment et l’antioxydant. 19/09/2018 20:24

Effet Antioxydant du film plastique actif sur la viande de fraîche INTRO OBJ EXP. PART 2 CONCL MATERIEL Effet Antioxydant du film plastique actif sur la viande de fraîche 1. Préparation et emballage de la viande 75 boites de Pétri (10cm de diamètre): 22g de viande hachée+ recouvertes de 100cm2 (10 × 10cm) de film actif Elles sont introduites dans des sacs en plastique remplis d'atmosphère modifiée (30% de CO2 et 70% d'O2) ; les sacs sont scellés , puis conservés à 4 ° C , 5lots( 0,2,5,10,15%), 5groupe (0.7.11.13.15 jours) ET MÉTHODES Sac hermétiquement scellé viande Film Actif 19/09/2018 20:24

Colorimètre Chroma Meter CR-400 de Konika Minolta (Tokio, Japon) INTRO OBJ EXP. PART 2 CONCL MATERIEL 2. Mesure de la couleur: CIE (a*) La mesure est effectuée à la surface de de viande directement après l'ouverture de l’emballage. Chaque échantillon est analysé à 6 endroits différents (choisis aléatoirement) en évitant la zone avec de la graisse excessive. ET MÉTHODES Colorimètre Chroma Meter CR-400 de Konika Minolta (Tokio, Japon) 19/09/2018 20:24

INTRO OBJ EXP. PART 2 CONCL MATERIEL 3 . Dosage de substances réactives à l'acide thiobarbiturique (TBARS) Pfalzgraf et al. (1995) 10 g (viande) + 20 ml d’acide trichloracétique (10µg/g)) homogénéisé l'Ultra-Turrax (à 18 000 Tr/min). ET MÉTHODES Filtration 2 ml du filtrat + 2 ml d'acide thiobarbiturique (20 mM) Le mélange est maintenu dans un bain de silicone (à 97 ° C pendant 20 minutes), puis refroidi à température ambiante l'absorbance est mesurée à 532 19/09/2018 20:24

Les extraits sont combinés et transférés dans l’évaporateur rotatif INTRO OBJ EXP. PART 2 CONCL MATERIEL 4. RAMAN La graisse est extraite par tiple sonication d'un échantillon de viande (9g) dans 16 g d'un mélange d'éther diéthylique / n-hexane (1: 1) pendant 15 minutes Les extraits sont combinés et transférés dans l’évaporateur rotatif ET MÉThODES 19/09/2018 20:24

a* ECH actif significativement plus élevées témoin INTRO OBJ EXP. PART 2 CONCL RESULTATS a* ECH actif significativement plus élevées témoin Colorimétrie (p> 0,05) n’est observée entre les différentes concentrations 75.86 % à 84.25% Figure : Valeurs de CIE a * sur la viande emballée avec des films actifs et conservée à 4 ° C. 19/09/2018 20:24

INTRO OBJ EXP. PART 2 CONCL RESULTATS Cette diminution de la couleur rougeâtre de la viande est du à l’oxydation de l’oxymyoglobine de couleur rouge vif en métmyoglobine de couleur brune. 19/09/2018 20:24

RESULTATS INTRO OBJ EXP. PART 2 CONCL TBARS P>0.05 ++MDA limité par EXT P>0.05 Figure : Valeurs de TBARS de la viande fraîche emballée avec des films actifs et conservée à 4 ° C. 19/09/2018 20:24

RESULTATS INTRO OBJ EXP. PART 2 CONCL RAMAN L es films actifs induisent une plus faible diminution de la surface . RAMAN La bande C est utilisée pour la détermination de l'insaturation totale. La diminution de l'intensité de cette bande est expliquée par une augmentation de l'insaturation (déformation C-H). A Les spectres Raman de la graisse contiennent principalement des bandes résultant de la vibration des chaînes hydrocarbonées, avec une certaine contribution des groupes polaires C B D E Temoin: 44.97% 2%: 17.48% 5%: 12.45% 10%: 9.64% 15%: 3.44% 15j 19/09/2018 20:24

INTRO OBJ EXP. PART 2 CONCL RESULTATS Aliment 19/09/2018 20:24

CONCLUSION Les extraits des feuilles sont significativement (p<0,05) les plus riches en différentes classes de composés phénoliques (flavonoïdes, les tannins et les phénols totaux). l’utilisation d’un solvant binaire (acétone/ eau) améliore significativement (P<0.05) la solubilité des composés bioactifs 28 composés phénoliques différemment présents dans les extraits sont recensés et l’oleuropeine et la lutéoline 7-O-G sont les composés majoritaires détectés. L’évaluation in-vitro de l’activité antioxydante des extraits de feuilles et grignon a révélé un potentiel antioxydant important et les extraits de feuilles manifestent une plus forte activité que celle du grignon. L’incorporation d’extraits de feuilles d’olivier dans le film alimentaire induit un effet antioxydant remarquable ((78% des radicaux sont scavengés par ce polymère actif). Ce travail montre que le film actif développé est une approche non migratoire des composés phénoliques dans les simulants alimentaires 19/09/2018 20:24

CONCLUSION Le film actif induit une faible et lente dégradation de la couleur rougeâtre de la viande (a*= 8.32) par rapport au film témoin (7.73); la satisfaction du consommateur serait améliorée. une élévation des teneurs en MDA qui est significativement limité par la présence d’extrait dans l’emballage  les films avec 15% et 10% d'extrait ont exercé le meilleur effet (3,44% et 9,64% d'oxydation respectivement) sur la viande, suivis des films à 5% d'extrait (12.45%) et 2% d'extrait (17,48%). En revanche, le film non actif (témoin) affiche 44,97% d'oxydation. Ce conditionnement actif a efficacement amélioré la stabilité de la viande fraîche contre les processus d'oxydation; il représente un moyen prometteur pour prolonger la durée de conservation de la viande fraîche hachée. L'utilisation d'extraits de plantes comme l'extrait de feuilles d'olivier, comme substances antioxydantes est encore un sujet nouveau pour les emballages alimentaires antioxydants et une manière intelligente et durable de donner une valeur ajoutée aux déchets végétaux. 19/09/2018 20:24

Perspectives c Poursuivre le travail avec le film PE/P, et application à la conservation de produits alimentaires. c Utilisation d'extraits de plantes, comme l'extrait de grignon d’olive dans les emballages alimentaires pour donner une valeur ajoutée aux déchets végétaux. c Etudes complémentaires sur la migration des antioxydants dans des aliments réels au contact de films actif. c Mesure de l’activité antimicrobienne des films dans des conditions réelles de stockage sur les surfaces en contact avec des aliments cibles. c Application de l’emballage actif au conditionnement d’autres produits alimentaire à l’échelle industriel et artisanale c Incorporation des extraits actifs de plante dans des emballages comestibles biodégradable. 19/09/2018 20:24

Deux publications internationales 19/09/2018 20:24

Remerciements Laboratoire de Nutrition et Alimentation Université de Bejaia Pr. Zaidi Farid Laboratoire de Chimie Analytique Université de Zaragoza, Espagne Pr. Cristina Nerin 19/09/2018 20:24

Merci pour votre attention La nature vous veut du bien Merci pour votre attention Merci pour votre attention 19/09/2018 20:24

Page 05: Matériel et méthodes (Partie 1) page 06: Matériel végétal page 02: Plan du travail page 03: Introduction page 04: Objectif Page 05: Matériel et méthodes (Partie 1) page 06: Matériel végétal page 07: Dosage des Composés phénoliques page 08: Mise en évidence de la présence d’autres métabolites secondaires dans les extraits page 09: Teneurs en acide ascorbique et en carotènoides. Page 10: Identification et quantification des composés phénoliques par UPLC–MS –QTOF Page 11: AOX des extraits de feuilles et de grignon Page 12: Résultats et discussion (Partie 1) Page 12: Teneurs en composés phénoliques 19/09/2018 20:24

page 13: Résultats du Screening chimique Page 14: Teneurs en acide ascorbique et en caroténoïdes Page 15: Identification des composés phénoliques des feuilles et grignon Page 16: Quantification de deux CP majoritaire µg/g standard Page 17: Activité antioxidante des extraits de feuilles et grignon Page 20: Matériel et méthodes ( Partie2) Page 20: Préparation d’un film actif à base d’extrait de feuilles d’olivier Page 22: Activité de piégeage des radicaux libres de l’emballage actif (préparation es sacs) Page 23: Mesure de l’activité de piégeage des radicaux libres de l’emballage bioactif Page 24: Analyse de migration des CP du film vers l’aliment 19/09/2018 20:24

page 24: Analyse de migration des CP du film vers l’aliment Page 25: Préparation et emballage de la viande Page 26: Mesure de la couleur: CIE (a*) Page 27: Dosage de substances réactives à l'acide thiobarbiturique (TBARS) Pfalzgraf et al. (1995) Page 28: RAMAN Page 29: Résultats (2ème partie) Page 29: Activité de piégeage des radicaux libres de l’emballage actif Page 30: La migration Page 31: Colorimétrie Page 32: TBARS Page 33: RAMAN Page 34: conclusion Page 36: perspectives 19/09/2018 20:24