Développement de nouvelles méthodes analytiques dans l'agroalimentaire par RMN

Development of new analytical methods in the food industry by NMR

• Auteur / Autrice : Clément Heude
• Direction : Karim Elbayed, Martial Piotto
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Traitement du signal et des images
• Date : Soutenance le 14/10/2015
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....)
• Jury : Président / Présidente : François Mesnard
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : François Mesnard, Douglas N. Rutledge

Mots clés

Mots clés contrôlés

Caviar

Muscles -- Métabolisme

Poisson

Métabolomique

Résonance magnétique nucléaire

Mots clés libres

RMN HR-MAS

RMN HR

Criblage

Authenticité

Fraîcheur

Texture

Origine

Poisson

Caviar

HR-MAS NMR

HR NMR

Profiling

Authenticity

Freshness

Texture

Origin

Fish

Caviar

Résumé

La majorité des méthodes d’analyse et de contrôle actuelles dans l’agroalimentaire sont basées sur une approche ciblée, c'est-à-dire avec une définition en amont des contaminants recherchés, et présentent ainsi le risque de ne pas détecter certaines fraudes ou sources potentielles de contaminations de produits authentiques. C’est autour de cette problématique que le projet Agrifood GPS (Global Protection System), dont fait partie cette thèse, a été initié. Celui-ci a pour objectif principal la mise en place de nouvelles méthodes analytiques de criblage (non-ciblées) afin de garantir l’intégrité des produits analysés. Cette thèse regroupe ainsi les différents résultats obtenus sur des matrices semi-solides (poisson principalement), par RMN Haute Résolution en Rotation à l’Angle Magique (HR-MAS), et sur des extraits de caviar par RMN liquide haute résolution (HR). Ce manuscrit présente, tout d’abord, une méthode de détermination rapide de la fraîcheur et la qualité du poisson basée sur la mesure de deux indicateurs chimiques (le TMA-N et la valeur K) ainsi que les résultats portant sur l’évaluation de la texture du poisson à travers l’étude du temps de relaxation transversale (T2) de l’eau contenue dans les tissus musculaires, ces deux études étant réalisées par RMN HR-MAS. Puis, les résultats des travaux réalisés sur la détermination de l’origine géographique du caviar à l’aide du profil métabolique enregistré par spectroscopie RMN liquide haute résolution et d’analyses statistiques multivariées, dans le cadre de la démarche d’obtention d’une IGP (Indication Géographique Protégée) des producteurs de l’Aquitaine, et sur l’étude de la dégradation du caviar au cours de sa conservation au réfrigérateur sont alors présentés.

Most of the current analytical and quality control methods in the food industry are based on a targeted approach, with an upstream definition of the intended contaminants, and may fail to detect some frauds or contaminations of genuine products. It is around this issue that the Agrifood GPS (Global Protection System), of which this thesis is part of, has been initiated. This project aims at developing new holistic analytical methods (untargeted) in order to ensure the integrity of the foodstuff analyzed. This thesis manuscript gathers the results obtained on semi-solid foodstuffs (mainly fish), by High Resolution Magic Angle Spinning NMR, and on caviar extracts by high resolution liquid-state NMR (HR NMR). First of all, it presents a rapid method to evaluate fish freshness and quality based on the determination of two chemical indicators (the TMA-N and the K-value) and the results of a fish texture study through the measurement of the transverse relaxation time (T2) of water in muscle tissues, both by HR-MAS NMR spectroscopy. Thereafter, are presented the results of the work carried out on the determination of the geographical origin of caviar using the metabolic profile acquired by liquid-state NMR spectroscopy and multivariate statistical analysis in the context of the PGI (Protected Geographical Indication) status for the Aquitaine producers, and on the degradation study of caviar during its storage in a fridge.