Caractérisation des interactions non-covalentes entre les procyanidines et les parois : Impact de la maturation des poires

Caracterization of non-covalent interactions between cell wall and procyanidins during ripening of pears

• Auteur / Autrice : Marwa Brahem
• Direction : Catherine Renard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences agronomiques
• Date : Soutenance le 07/06/2017
• Etablissement(s) : Avignon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et agrosciences (Avignon)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Sécurité et Qualité des Produits d'Origine Végétale (Avignon ; 1967-....)
• Partenaire(s) de recherche : Ministère : Tunisie. Ministère de l'enseignement supérieur et de la recherche scientifique
• Jury : Président / Présidente : Mohamed El Maataoui
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Catherine Renard, Mohamed El Maataoui, Fabienne Guillon, Jara Perez Jimenez, Thierry Docco, Carine Le Bourvellec
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Fabienne Guillon, Jara Perez Jimenez

Mots clés

Mots clés contrôlés

Paroi cellulaire végétale

Titrage thermométrique

Tanins

Jus de fruits

Poires

Pectine

Poirier

Mots clés libres

Pyrus communis L.

Surmaturation

Procyanidines

Pectine

Jus

Pyrus communis L.

Overripening

Procyanidins

Pectin

Juice

Résumé

Afin d’étudier l’impact de la surmaturation des poires sur les interactions parois-procyanidins, les parois et les procyanidines ont été isolées et caractérisées à partir d’une variété de poire à poiré à deux stade de maturité : mûres et surmatures. Leurs associations ont été quantifiées par la méthode des isothermes de Langmuir et par calorimétrie à titration isotherme.Les poires à poiré sont riches en procyanidines très polymérisées dont les unités constitutives sont principalement constituées de (-)-épicatéchine. Les parois du parenchyme et des cellules parenchymateuses sont principalement constituées de pectines hautement methylées et ramifiées alors que les parois des cellules pierreuses et de l’épiderme sont plutôt lignifiées et riches en hémicelluloses.La surmaturation n’induit pas de modification de la composition et ni de la distribution de la masse molaire des procyanidines. Par contre, la distribution des aggrégats de procyanidines dans les vacuoles change, de dispersée (poires mûres) à adjacente au tonoplaste (poire surmatures). Entre le stade mûr et surmature, les parois de poire perdent des chaînes latérales pectiques, principalement les chaînes d’arabinanes et de galactanes des parois du parenchyme et des cellules parenchymateuses.L'affinité des procyanidines vis-à-vis des parois diminue dans l’ordre suivant : cellules parenchymateuses> parenchyme>cellules pierreuses>épiderme d’après les isothermes de Langmuir. La quantité de procyanidines fixées sur les parois augmente avec la surmaturation surtout pour les parois de cellules pierreuses (et le parenchyme total). La calorimétrie à titration isotherme montre que la surmaturation induit également une modification du mécanisme de l’association parois-procyanidines en modifiant la balance hydrophile hydrophobe pour les cellules parenchymateuses.L'augmentation de la capacité d’adsorption des parois vis-à-vis des procyanidines à la surmaturation a été confirmée par des pressages de jus. Les jus de poires mûres sont plus riches en procyanidines que le jus extraits à partir poires surmatures alors que la concentration en procyanidines dans les fruits n’a pas changé.

In order to study overripening impact on cell wall–procyanidin interactions, perry pear cell walls and procyanidins were isolated and characterized at ripe and overripe stage. Their associations were quantified using Langmuir isotherms and isothermal titration calorimetry.Perry pears were rich in procyanidins with high degree of polymerization and their constitutive units were mainly (-)-epicatechin. Cell walls isolated from the whole flesh and parenchyma cells were characterized by extremely methylated pectin and highly branched rhamnogalacturonans whereas cell walls from stone cells and skin were more lignified and rich in hemicelluloses.Overripening did not modify procyanidin structure and molar mass distribution, but the distribution of the procyanidin-containg aggregates in the vacuoles was modified, from dispersed in ripe pears to close to the tonoplast in overripe pears. Between the ripe and overripe stage, pear cell walls lost pectic side chains, arabinans and galactan, mostly from cell walls isolated from parenchyma cells and the whole flesh.The affinity between procyanidins and cell walls decreased as follows: parenchyma cells > flesh > stone cells > skin as reported by Langmuir isotherms. The amount of bound procyanidins increased at the overripe stage notably for the cell walls from stone cells and whole flesh. Isothermal titration calorimetry indicated that overripening induced the modification of cell wall binding mechanism especially for parenchyma cells where interactions were driven by hydrophobic interactions.The increase of procyanidin binding capacity at the overripe stage was confirmed by juice pressing where overripe pear juices were poorer in procyanidins than ripe pear juices whereas fruit procyanidin contents did not change with overripening.