Impact des procédés de fermentation sur les propriétés antioxydantes et immunomodulatrices des cacaos Guiana et Forastero de Guyane française

Impact of Fermentation Processes on the Antioxidant and Immunomodulatory Properties of Cocoas Guiana and Forastero from French Guiana

• Auteur / Autrice : Elodie Jean-Marie
• Direction : Patrick Poucheret, Jean-Charles Robinson
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences agronomiques, biotechnologies et agroalimentaires
• Date : Soutenance le 30/11/2020
• Etablissement(s) : Guyane
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Diversités, santé et développement en Amazonie (Cayenne)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : UMR QUALISUD (Université de Guyane) - Centre de coopération internationale en recherche agronomique pour le développement (France ; 1984-....)
• Partenaire(s) de recherche : Entreprise : Centre national d'études spatiales (France)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : École doctorale Diversités, santé et développement en Amazonie (Cayenne)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Didier Bereau, Aïra Tribord-Rézaire, Mariana Royer
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sonia Collin, Fabrice Vaillant-Barka

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cacao

Immunomodulateurs

composition chimique

Fèves de cacao

Mots clés libres

Cacao

Activité antioxydante

Activité anti-inflammatoire

Polyphénols

Methylxanthines

Amazonie

Cocoa

Antioxidant activity

Anti-inflammatory activity

Polyphenols

Methylxanthines

Amazonia

Résumé

Faisant partie des 10 groupes génétiques fondamentaux mondiaux, le cacao Guiana est endémique de la Guyane Française. Bien que le cacao soit la matière première dans la confection du chocolat et de ses dérivés, le Guiana reste encore très peu étudié. En effet, le cacao et le chocolat démontrent dans la littérature, de nombreux bienfaits sur les différents systèmes humains. Ces bénéfices sur la santé seraient induits par leur composition chimique qui montre une richesse en polyphénols et méthylxanthines (théobromine et la caféine). Pourtant, la composition chimique du Guiana n’a jamais été étudiée et ses capacités biologiques restent inconnues. Pour pallier cela, ce travail de thèse s’articule autour de la caractérisation chimique du Guiana et la détermination de ses potentiels antioxydants et immunomodulateurs. Dans le but de le valoriser, notre étude détermine l’impact de la fermentation sur ces différents paramètres, afin de déterminer si ces dérivés pouvaient constituer aussi des aliments-santé ou alicaments aux vu de leurs capacités biologiques.Dans un premier temps, la caractérisation de la composition chimique du Guiana s’est réalisée via des dosages de polyphénols totaux et procyanidines totales, mais également par analyse chromatographique via une HPLC-DAD. Nous l’avons ainsi comparé à un cacao référence, le Forastero qui est produit majoritairement (à plus de 85%) dans le monde. Nos travaux ont mis en évidence que le Guiana présente une composition riche en polyphénols, notamment en flavanols, tannins condensés et flavones et flavones. De même, il contiendrait une teneur en théobromine intéressante et une quantité plus faible de caféine comparé au Forastero. Par la suite, l’activité antioxydante (via des tests FRAP, DPPH, ORAC et de piégeage de NO) et l’activité immunomodulatrice (via des macrophages murins dont l’inflammation a été déclenchée par un mélange de LPS/IFN gamma) ont été confirmées. Dans un second temps, l’impact de la fermentation a été mesuré sur ces différentes expérimentations en sélectionnant pour les deux cacaos différents degrés de fermentation (0, 2, 4 et 6 jours). Nos expérimentations ont démontré une influence du processus sur la composition mais également sur les activités biologiques qui lui sont corrélées. Bien que ces travaux méritent d’être approfondis, les Guianas consommés bruts ou transformés démontreraient un potentiel santé valorisable. Par conséquent, le Guiana pourrait être employé dans divers domaines comme la nutrition, la cosmétique mais aussi la pharmacologie.

Guiana is one of the ten fundamental genetic groups in the world, and it is endemic to French Guiana. Even if cocoa is the raw material in chocolate and derived products confectionery, Guiana is still little studied. Indeed, cocoa and chocolate have demonstrated various health benefits on various human systems. These benefits are induced by their chemical composition which is rich in polyphenols and methylxanthines (theobromine and caffeine). However, the composition of Guiana has never been studied and its biological capacities are still unknown. To remedy this situation, our thesis revolves around chemical characterization of Guiana and the determination of its antioxidative and immunomodulatory potentials. In order to add value to cocoa, our study has determined the impact of fermentation on these different parameters in order to determine if its derived products could be health food in terms of their biological capacities.Firstly, the characterization of the chemical composition of Guiana was carried out via quantification of total polyphenols and total procyanidins, but also by chromatographic analysis via HPLC-DAD. We compared it to a benchmark cocoa, Forastero, which is the most produced in the world (85%). Our work showed that Guiana has a polyphenol-rich composition, particularly in flavanols, condensed tannins and flavones. Likewise, it would contain an interesting theobromine content and a lower quantity of caffeine compared to Forastero. Subsequently, the antioxidant activity (via FRAP, DPPH, ORAC and NO scavenging tests) and the immunomodulatory activity (via murine macrophages whose inflammation was triggered by a mixture of LPS / IFN gamma) were confirmed. Secondly, the impact of fermentation was measured through different experiments by selecting different degrees of fermentation for both cocoas (0, 2, 4 and 6 days). Our experiments demonstrated an influence of the process in the composition but also in the biological activities which are correlated. Although this work deserves to be deepened, Guianas (consumed raw or processed) would demonstrate a valuable health potential. Therefore, Guiana could be used in various fields such as nutrition, cosmetics but also pharmacology.