Développement d'une approche d'analyse non-ciblée combinant les approches HRMS et HRMS/MS pour caractériser les différentes dimensions de la qualité de denrées alimentaires et leur évolution au cours des procédés

Development of a non-targeted approach combining HRMS and HRMS/MS approach for assessing the different dimensions of foodstuffs and their evolution during food processing

• Auteur / Autrice : Soha Farah
• Direction : Barbara Rega, Valérie Camel
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2022
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Agriculture, Alimentation, Biologie, Environnement, Santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : SayFood - Paris-Saclay Food and Bioproduct Engineering
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Génie des Produits
• Partenaire(s) de recherche : Référent : AgroParisTech

Mots clés

Mots clés libres

Empreinte chimique

Non-ciblée

Déveleppement analytique

Chemical imprint

Non-targeted

Analytical development

Résumé

Caractériser l'empreinte chimique d'un aliment, ainsi que son évolution lors des procédés est un enjeu industriel majeur. Cela permettra d'avancer vers la compréhension des interactions des composés lors des procédés de fabrication et ainsi favoriser la présence de composés d'intérêt (composés d'arome, de couleur, antioxydants) tout en limitant l'apparition de composé indésirables (contaminants). Si de nombreuses études permettent aujourd'hui d'avoir de bonnes connaissances des mécanismes réactionnels impliqués dans les étapes de transformation des produits alimentaires (réaction de Maillard, caramélisation oxydation des lipides), il est plus difficile de se faire une idée de l'implication de ces mécanismes à l'échelle de l'empreinte chimique d'un aliment. L'émergence récente de nouvelles approches non-ciblées et sans a priori, basées sur la spectrométrie de masse à haute résolution permet l'ouverture de ce nouveau champ de recherche. Ainsi, plusieurs travaux récents concourent à asseoir la faisabilité de ces approches non-ciblées dans l'identification de composés chimiques dans des aliments simples (légume, viande, lait), mais il reste de nombreux challenges à relever comme l'utilisation ces approches pour un produit formulé (plusieurs ingrédients) et subissant une/des transformation (cuisson). Les travaux de thèse porteront sur 3 challenges : (1) Implémenter une méthode non-ciblée avec une méthode de traitement des données de spectres de fragmentation MS/MS afin d'améliorer l'identification des composés d'intérêt (contaminant, antioxydants, acides aminés, composés furaniques) et leurs dérivés ; (2) Appliquer la méthode développée sur un aliment formulé et transformé de type gâteau (génoise). (3) Tester l'impact de la formulation (différents ingrédients) et du procédé (temps et température de cuisson) sur le profil chimique du produit fini et identifier les marqueurs de qualité et réactionnels.

Characterizing the chemical footprint of a food, as well as its evolution during processes is a major industrial challenge. This will lead to an understanding of of the compounds' interactions during the manufacturing processes and thus promote the presence of compounds of interest (compounds of aroma, color, antioxidants) while limiting the appearance of undesirable compounds (contaminants). Although many studies nowadays allow us to have a good knowledge of the reaction mechanisms involved in the processing stages of food products (Maillard reaction, lipid oxidation), it is more difficult to get an idea of the involvement of these mechanisms at the scale of a food's chemical footprint. The recent emergence of new non-targeted high-resolution mass spectrometry approaches opens up this new field of research. Consequently, several recent works contribute to establish the feasibility of these non-targeted approaches in the identification of chemical compounds in simple foods (vegetable, meat, milk), but there are still many challenges, such as the use of these approaches for a formulated product (several ingredients) and undergoing transormation (cooking). The thesis work will focus on 3 challenges: (1) Implement an untargeted method with a method of processing data of MS/MS fragmentation spectra in order to improve the identification of compounds of interest (contaminant, antioxidants, amino acids, furan compounds) and their derivatives; (2) Apply the method developed to a formulated and processed food (genoise). (3) Test the impact of the formulation (different ingredients) and the process (cooking time and temperature) on the chemical profile of the finished product and identify quality markers and reagents.