Etude de l’impact des procédés de transformation sur la diffusion des caroténoïdes : cas du lycopène de la tomate

Study of the effect of processing methods on the diffusion of carotenoids : lycopene case of tomato

• Auteur / Autrice : Antoine Edouard Degrou
• Direction : Catherine Renard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences agronomiques
• Date : Soutenance le 20/12/2013
• Etablissement(s) : Avignon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale 536 « Sciences et agrosciences » (Avignon)
• Jury : Président / Présidente : Patrick Borel
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : David Page, Stéphane George
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pierre Brat, Dominique Dardevet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Caroténoïdes

Tomate

Mots clés libres

Lycopène

Diffusion

Procédé de transformation

Bioaccessibilité

Lycopène

Diffusion

Processing methods

Bioaccessibility

Résumé

Les caroténoïdes sont une famille de molécules lipidiques que l’on trouve en particulier dans les végétaux, et qui ont pour caractéristique visuelle d’être colorés, du jaune au rouge. Ils ont été identifiés comme nutritionnellement actifs par des études épidémiologiques. Afin de pouvoir jouer un rôle dans l’organisme les caroténoïdes doivent être absorbés. Pour ce faire ils doivent être libérés de la matrice alimentaire afin de passer après plusieurs étapes dans la circulation sanguine. Or les caroténoïdes des végétaux sont connus pour être peu biodisponible. Cette biodisponibilité augmente après transformation. L’objectif de ce travail est donc de comprendre l’effet des procédés de fabrication sur la bioaccessibilité, en développant un outil simple permettant aux industriels de l’évaluer facilement. Le lycopène de la tomate a été choisi comme molécule d’intérêt. Dans un premier temps, une méthode d’étude de la diffusion du lycopène entre la matrice végétale et la phase lipidique du bolus alimentaire est mise en place. En utilisant cette méthode avec un large extrait d’huile, seulement 31%±1% du lycopène à put être extrait du jus de tomate vers la phase huile. Avec des ratio faible (entre 0.11 et 1) huile/tomate, l’extraction du lycopène est limitée par la saturation de l’huile. La diffusion du lycopène ne varie pas significativement avec le pH mais va augmenter lorsque la température varie de 10 °C à 37 °C. A partir de ces résultats sont calculés les facteurs de partition du lycopène dans l’huile ainsi que sa diffusivité.Dans un deuxième temps, des échantillons contrastés à base de tomates sont réalisés par l’utilisation des procédés Hot Break (HB) et Cold Break (CB) afin de vérifier l’impact des procédés de transformation sur les propriétés de diffusion du lycopène. Enfin, le test de diffusion a été appliqué à différentes matrices, produits commerciaux, ou frais transformés en laboratoire afin de vérifier son aptitude à les classifier. Ce travail à permis de construire les bases d’un modèle de diffusion du lycopène prenant en compte la première étape de son ingestion, la diffusion vers la phase lipidique. Les résultats obtenus pourront être confrontés à des résultats sur d’autre matrice et ainsi permettre l’élaboration d’un modèle de digestion tenant compte des différents paramètres mis en avant au cours de cette étude

Carotenoids are natural fat-soluble pigments synthesized by plants, and especially found in relatively high amounts in numerous fruits and vegetables and which have the visual characteristic of being colored from yellow to red.These compounds were identified as being beneficial to health by epidemiological studies.In order to play a role in body carotenoids have to be absorbed. They must be released from the matrix to pass in the lipid phase of the bolus. Or plant carotenoids are known to have a low bioavailability. The bioavailability increases after transformation. The objective of this work is to understand the effect of manufacturing processes on the bioavailability, developing a simple tool allowing manufacturers to easily evaluate Lycopene tomato was selected as molecule of interest. Therefore we designed a model to evaluate these parameters which can modify carotenoids diffusion. Using this model, even with a large excess of oil, only 31%±1% of lycopene could be extracted from tomato juice to the oil phase. At low (between 0,11 and 1) oil/tomato ratio, extraction of lycopene was limited by saturation of the oil phase. The lycopene diffusion did not vary significantly with pH but it doubled when temperature rose from 10 °C to 37 °C. From these results are calculated factors partition of lycopene in oil and its diffusivity. Secondly, contrasting tomato samples were carried out by using the two industrials methods Hot Break (HB) and Cold Break (CB) in order to verify the effect of processing methods on the diffusion properties of lycopene. Finally, the diffusion test was applied to different matrix, commercial products, or fresh products processed in the laboratory to verify its ability to classifier them. This work gave stable and repeatable results and may be used for a reliable and quick evaluation of the impact of process on food matrix, which could enhance the carotenoid bioavailability. It is also a powerful tool to study the physico-chemical parameters that may affect this bioaccessibility. Results obtained may be used to develop a new model of digestion witch used various parameters highlighted during this study