Extractions et analyses des hydrocarbures aromatiques : approches méthodologiques et applications à des matrices fruitières

Extractions and analysis of aromatic hydrocarbons : methodological approaches and applications to fruit matrices

• Auteur / Autrice : Alice Paris
• Direction : Jean-Luc Gaillard, Jérôme Ledauphin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences agronomiques, biotechnologies agro-alimentaires
• Date : Soutenance le 08/12/2017
• Etablissement(s) : Normandie
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Normande de biologie intégrative, santé, environnement (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Aliments bioprocédés toxicologie environnements (Caen ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université de Caen Normandie (1971-....)
• Jury : Président / Présidente : Guido Rychen
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Luc Gaillard, Jérôme Ledauphin, Claire Elfakir, Pauline Poinot
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Guido Rychen, Claire Elfakir

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fruits

Polluants organiques

Spectrométrie de masse

Chromatographie en phase gazeuse

Extraction (chimie)

Composés aromatiques polycycliques

Composés aromatiques monocycliques

Mots clés libres

Hydrocarbures aromatiques monocycliques (BTEX) et polycycliques (HAP)

Stratégies d’extraction

Chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC-MS)

Exposition aux polluants

Monocyclic aromatic hydrocarbons (BTEX

Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs

Extraction methodologies

Gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS

Exposition to pollutants

Fruits

Résumé

Les hydrocarbures aromatiques monocycliques (BTEX) et polycycliques (HAP) sont pour la plupart reconnus pour leur toxicité via ingestion. Le suivi de leur contenu dans les matrices alimentaires est donc indispensable. Plusieurs approches sensibles et complémentaires ont été établies, avec la pomme comme modèle d’étude, pour la double détermination de ces hydrocarbures aromatiques volatils et semi-volatils au niveau du µg/kg.Une micro-extraction en phase solide dans l’espace de tête (HS-SPME) a été utilisée pour l'extraction des hydrocarbures aromatiques les plus légers (MM entre 78 et 178 g/mol). La récupération des composés les plus lourds (MM entre 202 et 278 g/mol) a quant à elle été permise par une méthodologie basée sur l'extraction assistée par les ultrasons (UAE) suivie d'une extraction en phase solide (SPE). Une alternative plus sensible à cette stratégie combinant l’HS-SPME et l’UAE/SPE pour la détermination globale des hydrocarbures aromatiques a également été développée. Le remplacement de l’étape de SPE par une micro-extraction sur solide compacté (MEPS) a permis une récupération plus rapide, sensible et plus large des HAP (MM entre 152 et 278 g/mol).L’ensemble des stratégies d'extraction, associées à des analyses en chromatographie gazeuse couplée à la spectrométrie de masse, a ensuite pu être appliqué à la détermination des 20 composés aromatiques ciblés dans des pommes récoltées en Normandie ou des fruits provenant du commerce contaminés ou non par des gaz d’échappement ou des fumées de combustion de biomasse. Ces applications ont révélé la faible contamination des pommes normandes étudiées, l’adsorption prédominante des composés aromatiques au niveau de la peau des fruits et leur faible transfert vers la chair.

Monocyclic aromatic hydrocarbons (BTEX) and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are considered and recognized as toxic compounds via ingestion. Their monitoring in food product is thus a significant concern. Sensitive and complementary experimental approaches were investigated with apple as model for the dual determination of volatile and semi-volatile aromatic hydrocarbons at the ppb level.A solid-phase micro-extraction in the headspace of samples (HS-SPME) was used for the most volatile aromatic hydrocarbons (MW between 78 and 178 g/mol). The recovery of the least volatile aromatic hydrocarbons (MW between 202 and 278 g/mol) was implemented with an ultrasound assisted extraction (UAE) followed by a purification step using a solid phase extraction (SPE). The methodology consisting in HS-SPME and UAE/SPE enabled the global determination of BTEX and PAHs. The SPE step was then substituted by a micro-extraction with a packed sorbent (MEPS) to elaborate a most sensitive and rapid methodology for the quantification of a wider range of PAHs (MW between 152 and 278 g/mol).Extraction procedures associated with analyses using gas chromatography and mass spectrometry were then applied to the determination of 20 targeted aromatic compounds in apples harvested in Normandy or in commercial fruits exposed or not exposed to exhaust gas or to wood smoke. These applications revealed low levels of contaminants in the studied apples from Normandy. A predominant adsorption of aromatic compounds occurs on the skin of fruits and the transfer to the pulp is almost inexistent.