Les microconstituants des végétaux: facteurs de variabilité après la récolte

1. 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

2. 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, Ecole d’été AlimH, Juillet 2010 C. Renard, Séminaire INRA-DGAL mars 2011

3. Les F&L transformés • 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 C. Renard, Séminaire INRA-DGAL mars 2011

4. 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, Ecole d’été AlimH, Juillet 2010 C. Renard, Séminaire INRA-DGAL mars 2011

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

6. Rétention (% ini) 120 Caroténoides / folates 100 80 60 10° 4° 40 20° 20 0 0 2 4 6 8 10 Durée de stockage (jours) Un exemple de produit fragile, l’épinard • Evolution après récolte peut être rapide Vitamine C, 8°C Pandrangi & Laborde, 2004 Toledo et al., 2000 C. Renard, Ecole d’été AlimH, Juillet 2010 C. Renard, Séminaire INRA-DGAL mars 2011

7. Golden Gala Parenchymes Fuji Elstar Golden Gala Epidermes Fuji Elstar 0 1 2 3 4 5 6 Teneurs (g /kg de poids frais) Flavan-3-ols Dihydrochalcones Ac. OH-cinnamiques Flavonols Epluchage – parage - raffinage • Pertes souvent importantes: • Parties externes riches en microconstituants Lycopene concentration (mg/kg FW) 80 70 60 50 40 30 20 10 0 cerise cerise grappe grosse grosse 7 Markovic et al., 2010 chair peau C. Renard, Ecole d’été AlimH, Juillet 2010 C. Renard, Séminaire INRA-DGAL mars 2011

8. 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, Ecole d’été AlimH, Juillet 2010 C. Renard, Séminaire INRA-DGAL mars 2011

9. Pommes Jus Cidre DCL DM GU KE PJ 0 2000 4000 6000 8000 0 0 1000 1000 2000 2000 3000 3000 Concentrations (mg/kg fw) Concentrations (mg/L) Monomeric catechins Procyanidins Hydroxycinnamic acids Flavonols Dihydrochalcones De la pomme au jus C. Renard, Ecole d’été AlimH, Juillet 2010 C. Renard, Séminaire INRA-DGAL mars 2011

10. Dégradation thermique • 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 C. Renard, Séminaire INRA-DGAL mars 2011

11. glucobrassicin 120 100 80 °C 80 % GS 90 °C 60 100 °C 40 110 °C 20 123 118 0 0 100 200 300 400 Time (min) Dégradation en solution Oerlemans et al, Food Chemistry, 2006 C. Renard, Ecole d’été AlimH, Juillet 2010 C. Renard, Séminaire INRA-DGAL mars 2011

12. 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, Ecole d’été AlimH, Juillet 2010 C. Renard, Séminaire INRA-DGAL mars 2011

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

14. 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