Soutenance mémoire
La composition du jus de canneberge
Informations générales
Il existe plusieurs cultivars de canneberge, dont Vaccinium macrocarpon, la « grande canneberge » originaire d’Amérique du Nord. Il s’agit d’une petite plante ligneuse et rampante de la famille Ericaceous dont la hauteur varie entre cinq et vingt centimètres et dont l’étalement au sol peut aller jusqu’à deux mètres (Česoniene & Daubaras 2016). Elle entre en floraison de la mi-juin jusqu’au début du mois de juillet. Chaque tige peut porter entre deux et sept fleurs rose pâle qui deviendront des baies. Les fruits, dont la forme et la couleur rouge varient en fonction des cultivars, atteignent leur maturité et peuvent être récoltés à partir de la fin du mois de septembre jusqu’au mois d’octobre (Česoniene & Daubaras 2016). Plusieurs conditions doivent être réunies pour permettre la culture de la canneberge. En effet, elle croît dans des sols sablonneux et acides et nécessite une grande disponibilité en eau et des périodes où les températures sont froides (Česoniene & Daubaras 2016). Plusieurs de ces conditions se retrouvent au Québec, ce qui fait en sorte que cette industrie y est particulièrement florissante. En effet, au cours des dernières années, la production de la canneberge a considérablement augmenté; la superficie totale de culture est passée de 1652 à environ 4186 hectares entre 2006 et 2016 (APCQ 2016). Ainsi, le Québec a pu se hisser au premier rang mondial pour la production de canneberge biologique et au troisième pour la canneberge conventionnelle (MAPAQ 2010).
La composition de la canneberge
La composition de la canneberge est présentée au Tableau 1. Elle peut toutefois varier en fonction des cultivars de Vaccinium macrocarpon et du moment où les fruits sont récoltés (Česoniene & Daubaras 2016). En plus des composés nutritionnels de base, la canneberge a une teneur élevée en composés phénoliques qui peut atteindre 500-709 mg/100 g de canneberge. Parmi les composés phénoliques, on trouve les flavonoïdes, métabolites secondaires des plantes, qui sont distribués en plusieurs classes : les flavones, les flavanols, les flavanones, les isoflavones, les proanthocyanidines (PACs) et les anthocyanes (Scalbert et al. 2005). Malgré leur arrangement varié, ces molécules ont en commun une structure de base composée de deux cycles aromatiques (A et B) qui sont liés par trois carbones formant une liaison phénol avec de l’oxygène (Figure 1) (Côté et al. 2010). Parmi les flavonoïdes retrouvés dans la canneberge, les anthocyanes et les PACs ont particulièrement retenu l’attention en raison de leurs potentiels effets positifs sur la santé humaine. De plus, la canneberge a une teneur élevée en acides organiques qui lui confère certaines particularités.
Les proanthocyanidines
Les PACs sont communément retrouvés dans le règne végétal où ils sont des métabolites secondaires. Ils contribuent notamment aux mécanismes de défense de la plante (Česoniene & Daubaras 2016). Ces molécules sont des oligomères ou des polymères de flavan-3-ols, généralement formés de 2 à 50 sous-unités de catéchine, d’épicatéchine, d’épigallocatéchine, d’épigallocatéchine gallate (Feghali et al. 2012). Les unités monomériques sont majoritairement reliées par une liaison entre C4-C8, mais le lien peut aussi se présenter entre C4-C6 pour former la liaison de type B (Gu et al. 2004). Ce type de liaison est retrouvé dans quelques denrées alimentaires, dont la pomme, le raisin, le thé vert et le chocolat noir (Howell et al. 2005). Il peut arriver que les monomères soient doublement liés par un lien éther supplémentaire entre C2-O7, qui est nommé liaison de type A (Figure 3). Seuls quelques aliments, dont la canneberge, ont la particularité d’avoir des PACs qui ont cette liaison (Blumberg et al. 2013). La canneberge a des teneurs élevées en PACs qui peuvent atteindre 419±75 mg/100 g de canneberge, où les polymères et oligomères de 4-6 et de 7-10 sous-unités sont retrouvés en quantités importantes (234±49 mg, 70±13 mg et 63±15 mg pour 100 g de canneberge respectivement). Les teneurs en monomères, en dimères et en trimères sont toutefois plus faibles (Blumberg et al. 2013).
Les effets santé du jus de canneberge
La consommation du jus de canneberge permet la prise de composés phénoliques, notamment les anthocyanes et les PACs qui ont de potentiels effets bénéfiques sur la santé humaine, dont la prévention de l’adhésion de certains micro-organismes, la prévention des maladies cardio-vasculaires et la prévention du cancer. Un des principaux effets santé des PACs est la prévention de l’adhésion de certains microorganismes. Cette étape est une étape clé lors du mécanisme d’infection. Ainsi, de cette propriété d’anti-adhésion est reliée la capacité du jus de canneberge à prévenir les infections urinaires, la plaque dentaire et les ulcères gastriques (Vasileiou et al. 2013; Feghali et al. 2012; Burger et al. 2002). Dans le cas de la prévention des infections urinaires, la capacité d’anti-adhésion est due à la présence des PACs de type A. En effet, ces molécules peuvent interagir avec les structures fimbriae des Escherichia coli, structures responsables de l’adhésion des bactéries aux cellules de l’épithélium urinaire. Cet effet n’est pas présent pour les PACs de type B (Howell et al. 2005). En ce qui concerne la plaque dentaire, des extraits contenant des PACs peuvent prévenir l’adhésion de bactéries qui forment les biofilms sur les dents, particulièrement l’adhésion de certains Streptococcus, qui sont des espèces colonisatrices (Feghali et al. 2012; Howell et al. 2012). De plus, il a été démontré que des extraits de canneberge dans lesquels sont présents des PACs pouvaient aider à prévenir l’adhésion d’Helicobacter pylori. Cette bactérie joue un rôle dans la formation des ulcères gastriques puisqu’elle est capable d’adhérer aux cellules de l’épithélium gastrique et de provoquer de l’inflammation (Burger et al. 2000; Shmuely et al. 2004).
Les PACs et les anthocyanes ont des potentiels antioxydant et anti-inflammatoire qui leur confèrent une capacité pour la prévention des maladies cardiovasculaires (MCVs) (Howell 2012). En effet, les MCVs sont principalement causées par des mécanismes complexes où interviennent stress oxydatif et inflammation (Minuz et al. 2006; Schulze & Lee 2005). Par exemple, l’athérosclérose peut être déclenchée par l’oxydation du cholestérol circulant sous forme de lipoprotéines de faible densité (LDL). Les composés phénoliques du jus de canneberge peuvent limiter l’oxydation du cholestérol LDL, en plus d’aider à moduler le taux de cholestérol LDL et de cholestérol circulant sous forme de lipoprotéines de haute densité (HDL) (Feghali et al. 2012). Ceci peut se faire entre autres, par une augmentation du cholestérol HDL dans le plasma et une augmentation des récepteurs du cholestérol LDL.
En plus des effets qui ont été présentés précédemment, les PACs et les anthocyanes présents dans le jus de canneberge peuvent avoir un effet pour la prévention du cancer. En effet, ils peuvent inhiber l’activité de l’ornithine décarboxylase, une enzyme impliquée dans la prolifération cellulaire et qui est surproduite en cas de cancer (Bomser et al. 1996). De plus, bien qu’il n’y ait pas de cas documenté avec la canneberge seule, les anthocyanes pourraient aider à limiter l’angiogenèse (Roy et al. 2002). Aussi, les PACs de la canneberge pourraient induire des changements au niveau de l’apoptose des cellules (Kresty et al. 2008). Plusieurs constituants de la canneberge, dont les PACs, ont démontré un potentiel cytotoxique pour des cellules tumorales lors d’essais d’inhibition in vitro. Les PACs semblent avoir un effet assez spécifique contre les cellules cancéreuses, mais nécessitent des concentrations minimales de l’ordre de 10 mol/L (Neto et al. 2006).
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Table des matières
Résumé
Abstract
Table des matières
Liste des tableaux
Liste des figures
Liste des abréviations
Remerciements
Avant-propos
Introduction
Chapitre 1 : Revue de littérature
1.1 La canneberge
1.1.1 Informations générales
1.1.2 La composition de la canneberge
1.2 Le jus de canneberge
1.2.1 La fabrication du jus de canneberge
1.2.2 La composition du jus de canneberge
1.2.3 Impacts de la consommation du jus de canneberge
1.3 Les méthodes de désacidification des boissons acides
1.3.1 La précipitation par les sels de calcium
1.3.2 Les résines échangeuses d’ions
1.3.3 L’électrodialyse
Chapitre 2 : But, hypothèse et objectifs
Chapitre 3 : Drastic Reduction in Energy Consumption and Improvement of Ecoefficiency of Cranberry Juice Deacidification by Electrodialysis with Bipolar Membranes at Semi-industrial Scale: Reuse of the Recovery Solution
Résumé
Abstract
3.1 Introduction
3.2 Material and methods
3.2.1 Cranberry juice
3.2.2 Electrodialysis cell
3.2.3 Protocol
3.2.4 Analyses
3.3 Results and discussion
3.3.1 pH and conductivity
3.3.2 Titratable acidity
3.3.3 Anthocyanin, PACs and total polyphenol contents
3.3.4 Calcium, potassium, magnesium, chlorine, sodium and phosphorus concentrations
3.3.5 Organic acids content
3.3.6 Relative energy consumption
3.3.7 Current efficiency
3.3.8 Feedback on long-term deacidification protocol
3.4 Conclusion
Chapitre 4 : Discussion générale, conclusion et perspectives
4.1 Discussion générale et conclusion
4.2 Perspectives
Bibliographie
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