Séminaire INRA-DGAL 30 mars 2011 UMR Sécurité et Qualité des Produits d’Origine Végétale Les microconstituants des végétaux: facteurs de variabilité après la récolte Catherine Renard UMR SQPOV PRATIQUES AGRICOLES INNOVANTES ET QUALITES NUTRITIONNELLES DES PRODUITS ALIMENTAIRES Séminaire INRA-DGAL 30 mars 2011

Pourquoi des variations? 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, Séminaire INRA-DGAL mars 2011 C. Renard, Ecole d’été AlimH, Juillet 2010

Les F&L transformés Frais Appertisé - 2ème gamme Surgelés – 3ème 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, Séminaire INRA-DGAL mars 2011 C. Renard, Ecole d’été AlimH, Juillet 2010

Quelles sources de variabilité? 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, Séminaire INRA-DGAL mars 2011 C. Renard, Ecole d’été AlimH, Juillet 2010

Les compositions évoluent après récolte Evolutions variables: molécules, état physiologique, mode de conservation… Lycopène – tomate cerise Vit C – tomate cerise Retracé d’après Slimestad & Verheul, 2005 C. Renard, Séminaire INRA-DGAL mars 2011 C. Renard, Ecole d’été AlimH, Juillet 2010

Un exemple de produit fragile, l’épinard Evolution après récolte peut être rapide 20 40 60 80 100 120 2 4 6 8 10 Durée de stockage (jours) 4° 10° 20° Caroténoides / folates Rétention (% ini) Vitamine C, 8°C Pandrangi & Laborde, 2004 Toledo et al., 2000 C. Renard, Séminaire INRA-DGAL mars 2011 C. Renard, Ecole d’été AlimH, Juillet 2010

Epluchage – parage - raffinage Pertes souvent importantes: Parties externes riches en microconstituants Lycopene concentration (mg/kg FW) 1 2 3 4 5 6 Elstar Fuji Gala Golden Flavan-3-ols Dihydrochalcones Ac. OH-cinnamiques Flavonols Parenchymes Epidermes Teneurs (g /kg de poids frais) 80 70 60 50 40 30 20 10 cerise cerise grappe grosse grosse 7 chair peau Markovic et al., 2010 C. Renard, Séminaire INRA-DGAL mars 2011 C. Renard, Ecole d’été AlimH, Juillet 2010

Déstructuration sans désactivation des enzymes Traitements de broyage Action des enzymes Oxydation: polyphénoloxydase, peroxydase Myrosinase Alliinase… Des cellules intactes Biodisponibilité? Découpe / 4éme gamme Dégradation moins intense C. Renard, Séminaire INRA-DGAL mars 2011 C. Renard, Ecole d’été AlimH, Juillet 2010

De la pomme au jus Pommes Jus Cidre DCL DM GU KE PJ 2000 4000 6000 8000 DCL DM GU KE PJ Pommes Concentrations (mg/kg fw) Jus Concentrations (mg/L) 1000 3000 Cidre Monomeric catechins Procyanidins Hydroxycinnamic acids Dihydrochalcones Flavonols C. Renard, Séminaire INRA-DGAL mars 2011 C. Renard, Ecole d’été AlimH, Juillet 2010

Dégradation thermique Approches cinétiques Hypothèse de premier ordre (pseudo premier ordre) Variation avec la température: Eq d’Arrhénius (énergie d’activation) C. Renard, Séminaire INRA-DGAL mars 2011 C. Renard, Ecole d’été AlimH, Juillet 2010

Dégradation en solution glucobrassicin 20 40 60 80 100 120 200 300 400 Time (min) % GS 80 °C 90 °C 100 °C 110 °C 123 118 Oerlemans et al, Food Chemistry, 2006 C. Renard, Séminaire INRA-DGAL mars 2011 C. Renard, Ecole d’été AlimH, Juillet 2010

L’hypothèse de premier ordre n’est pas toujours vérifiée Exemple: la vitamine C Oxydation en régle générale: O2 limitant 750 mg/L Dégradation de l’acide ascorbique à 100°C en aérobiose 250 mg/L Oey et al. 2006 150 mg/L C. Renard, Séminaire INRA-DGAL mars 2011 C. Renard, Ecole d’été AlimH, Juillet 2010

Des différences de comportement Composé Thiosulfinates Caroténoides Glucosinolates Capsaicinoides Fibres alimentaires Polyphénols Ac OH-cinn Anthocyanes Autres flavonoides Evolution Post-récolte Oui Action enzyme Oui Concentrés dans les parties externes Oui Susceptible à la chaleur et l’oxydation Oui Variable Soluble (pertes par diffusion) Oui Composés vulnérables Composés plus stables C. Renard, Séminaire INRA-DGAL mars 2011 C. Renard, Ecole d’été AlimH, Juillet 2010

Que connaît-on de ces évolutions? 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