Development and characterisation of starch and polyphenols for functional enhancement in high value food products from lontan vegetables

par Vigna Nivetha Chandrasekaran

Thèse de doctorat en Agroalimentaire

Sous la direction de Patrick Poucheret.

Soutenue le 25-11-2020

à La Réunion , dans le cadre de École doctorale Sciences, Technologies et Santé (Saint-Denis, La Réunion) , en partenariat avec Qualisud (La Réunion) (laboratoire) .

Le président du jury était Françoise Fons.

Le jury était composé de Abel Hiol, Hippolyte Kodja, Thomas Petit.

Les rapporteurs étaient Claudie Dhuique-Mayer.

  • Titre traduit

    Développement et caractérisation des amidons/polyphénols fonctionnels pour la valorisation en aliments à haute valeur ajoutée des produits à base de « légumes lontan »


  • Résumé

    Les cultures de racines et tubercules jouent un rôle important, diversifié et complexe dans l'alimentation des populations. Ces cultures ont le potentiel d'éradiquer la pauvreté et d'améliorer la sécurité alimentaire. L'amidon est le principal composant des racines et des tubercules. L'importance de l'amidon en tant que matière première dans les industries alimentaires et non alimentaires augmente. Dans la présente étude, l'efficacité de l'extraction assistée par ultrasons (EAU) pour augmenter le rendement d’extraction de l’amidon et des polyphénols à partir des légumes lontan (Canna et manioc) a été analysée ainsi que son influence sur les propriétés physico-chimiques des composés extraits. Les paramètres d'extraction (température, temps, rapport solide : liquide) ont été optimisés grâce à la conception de surface de réponse Box Behnken (BBD). Les propriétés physicochimiques et fonctionnelles de l'amidon et des polyphénols ont été étudiées par SEM, indice de gonflement et de solubilité, indice d'absorption d'huile et d'eau, rendement total en polyphénols, dosage DPPH et ORAC. Les rendements en amidon obtenu à partir du canna et du manioc aux conditions d'extraction optimales (Canna : température 40 ° C, durée 10 min, rapport solide : liquide 1:30 g / ml ; Manioc : température 40 ° C, durée 10 min, rapport solide : liquide 1:25 g / ml) étaient respectivement de 19,81% et 16,51%. Nous avons mis en évidence que le rendement en amidon obtenu était significativement plus élevé que le rendement atteint par la méthode d'extraction conventionnelle sans aucun changement significatif ou défavorable de ses propriétés physico-chimiques et fonctionnelles. Les rendements d’extraction des polyphénols du canna et du manioc étaient de 1061,72 mg GAE / & 100g et 7644,46 mg GAE / & 100g respectivement. Le rendement total en polyphénols obtenu par EAU s'est révélé significativement plus élevé que pour la méthode conventionnelle. L'activité antioxydante des composés bioactifs analysés par DPPH et ORAC s'est avérée être directement proportionnelle au rendement en polyphénol. Les résultats que nous avons obtenus suggèrent que les EAU augmenter les rendements d’extraction en amidon et en polyphénols sans altérer les propriétés des composés isolés.


  • Résumé

    Roots and Tuber crops plays an eminent, countless and complex part in feeding the world. These crops have the potential to eradicate poverty and improve food security. Starch is the principal component of roots and tuber crops. The significance of starch as a raw material in both food and non-food industries are increasing. In present study efficiency of ultrasound assisted extraction (UAE) to increase the yield of starch and polyphenols from lontan (Canna and Cassava) crops were analysed along with its influence on the physiochemical properties of extracted compounds. Extraction parameters (Temperature, time, solid: liquid ratio) were optimized through Box Behnken response surface design (BBD). Physiochemical and functional properties of starch and polyphenols were investigated through SEM, swelling and solubility index, oil and water absorption index, Total polyphenol yield, DPPH and ORAC assay. Starch yield obtained from canna and cassava at the optimum extraction conditions (Canna: temperature 40°C, time 10 min, solid: liquid ratio 1:30 g/ml; Cassava: temperature 40°C, time 10 min, solid: liquid ratio 1:25 g/ml) were 19.81% and 16.51% respectively. Obtained starch yield was found to be significantly higher than the yield attained through conventional extraction method without any significant or adverse changes in the physicochemical and functional properties. Total polyphenol yield from canna and cassava rhizome was 1061.72 mg GAE/&100g and 7644.46 mg GAE/&100g respectively. Total polyphenol yield obtained through UAE was found to be significantly higher than conventional method. Antioxidant activity of bioactive compounds analysed through DPPH and ORAC was found to be directly proportional to the attained polyphenol yield. From the obtained results it can be observed that UAE has the efficiency to increase the yield of starch and polyphenols without altering the properties of isolated compounds.


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