Soutenance mémoire
Valorisation des résidus agricoles et alimentaires
Les polyphénols
Définition des polyphénols
Les polyphénols sont des métabolites secondaires synthétisés dans les plantes en réponse aux stress écologiques et physiologiques (Khoddami et al., 2013). Ils possèdent un ou plusieurs cycles aromatiques avec un ou plusieurs groupes hydroxyles allant de molécules phénoliques simples de 500 Dalton à des composés fortement polymérisés avec des poids moléculaires de plus de 30 000 Dalton (Bravo, 1998). Les polyphénols sont des composés phénoliques hydrosolubles ayant la capacité de précipiter certains alcaloïdes, la gélatine et autres protéines de la solution (Haslam and Cai, 1994). Le terme ‘polyphénols’ est un terme collectif pour plusieurs sous-groupes de composés phénoliques.Les polyphénols sont largement distribués dans le règne végétal et sont les métabolites secondaires les plus abondants des plantes, avec plus de 8 000 structures phénoliques connues, allant de simples molécules telles que les acides phénoliques jusqu’à des substances fortement polymérisées telles que les tanins (Dai and Mumper, 2010). Ils sont présents dans différentes parties des plantes selon l’espèce végétale et le composé phénolique considéré (Di Ferdinando et al., 2014, Agati et al., 2012)Les composés phénoliques sont des constituants largement répandus des aliments végétaux (fruits, légumes, céréales, olives, légumineuses, chocolat, etc.) et des boissons (thé, café, bière, vin, etc.) et responsables de plusieurs propriétés organoleptiques des aliments végétaux (Dai and Mumper, 2010).Comme la plupart des métabolites secondaires, les polyphénols sont synthétisés par les plantes afin d’accomplir certaines fonctions. Ils sont généralement impliqués dans :
• La croissance et la reproduction des plantes ; • La défense contre les rayonnements ultraviolets ; • La défense contre l’agression par les pathogènes, les parasites et les prédateurs ; • La production des arômes et parfums et la contribution dans la pigmentation ; • La protection des cultures contre la peste et la germination des graines avant la récolte (Dai and Mumper, 2010, Bravo, 1998).
Classification des polyphénols
Les polyphénols constituent le groupe de produits naturels le plus distribué dans le règne végétal. Cette large distribution a conduit à différentes façons de classer ces composés en se basant sur l’origine, la fonction biologique ou la structure chimique (Tsao, 2010)En utilisant la classification selon la structure chimique, les polyphénols sont divisés en plusieurs classes selon le nombre des anneaux phénoliques qu’ils contiennent et les éléments structuraux qui lient ces anneaux entre eux.Les principaux groupes de polyphénols sont : les acides phénoliques, les flavonoïdes, les alcools phénoliques, les stilbènes et les lignanes (D Archivio et al., 2007).
Les acides phénoliques Les acides phénoliques sont subdivisés, en se basant sur les squelettes C1-C6 et C3-C6, en deux principaux types : l’acide benzoïque et les dérivés d’acide cinnamique.
Les flavonoïdes Les flavonoïdes représentent la classe la plus répandue des composés phénoliques dans le règne végétal. La structure de base d’un flavonoïde est formée de deux cycles en C6 (A et B) reliés par une chaîne en C3 qui peut évoluer en un cycle C (hétérocycle) .
Les principaux sous-groupes des flavonoïdes sont : les flavones, les flavonols, les anthocyanes, les isoflavones les flavan-3-ols, et les flavanones. Il y a d’autres flavonoïdes qui se trouvent à faible concentrations dans les aliments tels que les flavane-3,4-diols, les dihydroflavonols, les coumarines, les dihydrochalcones, les chalcones, et les aurones.
Flavonols Les flavonols ont une double liaison entre C2 et C3, avec un groupe hydroxyle en position C3 (figure 13). Ils représentent les flavonoïdes les plus omniprésents dans les aliments avec la quercétine le composé le plus représentatif. Les principales sources de flavonols sont les oignons (jusqu’à 1,2 g/kg de poids frais), le chou frisé, les poireaux et le brocoli. Il est important de noter que la biosynthèse des flavonols est stimulée par la lumière (D Archivio et al., 2007)
Flavones Les flavones ont une double liaison entre C2 et C3 et sont les flavonoïdes les moins communs (figure 14). Les flavones se distinguent des flavonols par l’absence de OH en C3. Les flavones se trouvent essentiellement dans le céleri, le persil et quelques fines herbes (Crozier et al., 2009)
Flavanones Les flavanones se caractérisent par la présence d’une chaîne saturée à trois atomes de carbone et d’un atome d’oxygène dans le C4 (figure 15). Ils sont généralement glycosylés par un disaccharide dans C7. Les flavanones sont présents à haute concentration uniquement dans les agrumes, mais ils sont également trouvés dans les tomates et certaines plantes aromatiques telles que la menthe.
Isoflavones Les isoflavones diffèrent des autres flavonoïdes, par la liaison de l’anneau B à l’hétérocycle C à C3, et non pas à C2 (Crozier et al., 2009). Les isoflavones sont contenues presque exclusivement dans les légumineuses (D Archivio et al., 2007)
Flavan-3-ols Les flavan-3-ols ou flavanols sont un sous-groupe de flavonoïdes avec un carbone C3 saturé dans l’hétérocycle C. Ils représentent la sous-classe de flavonoïdes la plus complexe allant des simples monomères (catéchine et épicatéchine), aux polymères de proanthocyanidines qui sont connus aussi comme des tanins condensés (D Archivio et al., 2007).
Les anthocyanes Les anthocyanes sont des pigments hydrosolubles, responsables de la plupart des couleurs rouge, bleu et violet des fruits, légumes et fleurs (Mazza et al., 2004). Les anthocyanes sont largement distribués dans l’alimentation humaine, ils se retrouvent dans le vin rouge, certaines variétés de céréales et certains légumes mais ils sont plus abondants dans les fruits (D Archivio et al., 2007).
Les anthocyanes englobent les anthocyanidines et les anthocyanosides. Les anthocyanidines sont des flavonoïdes contenant un hétérocycle pyrrole, alors que les anthocyanosides se différent par la présence d’un sucre. La pélargonidine (couleur rouge-orange), la cyanidine (couleur rouge magenta) et la delphinidine (couleur mauve) représentent les anthocyanidines les plus courants (Crozier et al., 2008).
Alcools phénoliques Les alcools phénoliques sont des composés qui possèdent au moins une fonction alcool et une fonction phénol. Le tyrosol (4-hydroxyphényléthanol) et l’hydroxytyrosol (3,4dihydroxyphényléthanol) sont les principaux alcools phénoliques. Ils sont contenus principalement dans de l’huile d’olive extra vierge (40,2 et 3,8 mg/kg respectivement) (D Archivio et al., 2007, Cabrini et al., 2001).
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Guide du mémoire de fin d’études avec la catégorie Extraction et quantification des saponines dans l’asperge et ses coproduits |
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Table des matières
Résumé
Abstract
Liste des figures
Liste des tableaux
Liste des abréviations
Dédicace
Remerciement
Introduction
Chapitre 1 : Revue de la littérature
1 Valorisation des résidus agricoles et alimentaires
2 Présentation de la plante étudiée : Asperge : Asparagus officinalis L.
2.1 Définition
2.2 Description
2.3 Production mondiale d’asperge
2.4 Production canadienne d’asperge
2.5 Coproduits d’asperge
2.6 Effet sur la santé et composés majeurs d’asperge
3 Les polyphénols
3.1 Définition des polyphénols
3.2 Classification des polyphénols
3.2.1 Les acides phénoliques
3.2.2 Les flavonoïdes
3.2.2.1 Flavonols
3.2.2.2 Flavones
3.2.2.3 Flavanones
3.2.2.4 Isoflavones
3.2.2.5 Flavan-3-ols
3.2.2.6 Les anthocyanes
3.2.3 Alcools phénoliques
3.2.4 Stilbènes
3.2.5 Lignanes
3.3 Propriétés biologiques et thérapeutiques des polyphénols
4 Les saponines
4.1 Définition
4.2 Classification des saponines
4.3 Distribution des saponines dans le règne végétal
4.4 Propriétés biologiques et pharmacologiques des saponines
5 Les techniques d’extraction des molécules bioactives
5.1 Les techniques conventionnelles d’extraction des molécules bioactives
5.1.1 Macération
5.1.2 Extraction par reflux et par soxhlet
5.1.3 Extraction par méthodes d’extraction conventionnelles successives
5.2 Les techniques vertes d’extraction des molécules bioactives
5.2.1 Extraction assistée par ultrasons (UAE)
5.2.2 Extraction assistée par micro-ondes (MAE)
5.2.3 Extraction accélérée par solvant (ASE)
5.2.4 Extraction par fluide supercritique (EFS)
6 Sélection du solvant de l’étude selon les principes de la chimie verte
7 Valorisation des coproduits d’asperge dans la littérature
Problématique, hypothèse de recherche, objectif principal et objectifs spécifiques
1 Problématique
2 Hypothèse
3 Objectif principal
4 Objectifs spécifiques
Chapitre 2 : Études des polyphénols et des flavonoïdes dans l’asperge et ses coproduits
1 Études des polyphénols et des flavonoïdes dans deux segments de la tige d’asperge
1.1 Matériel
1.2 Réactifs et solutions
1.3 Extraction et quantification des polyphénols totaux dans deux segments de la tige d’asperge
1.3.1 Méthode
1.3.2 Résultats et Discussion
1.4 Extraction et quantification des flavonoïdes totaux dans deux segments de la tige d’asperge
1.4.1 Méthode
1.4.2 Résultats et Discussion
1.5 Caractérisation par UPLC des polyphénols totaux dans deux segments de la tige d’asperge
1.5.1 Méthode
1.5.2 Résultats et Discussion
2 Études des polyphénols et des flavonoïdes dans différentes variétés d’asperge
2.1 Matériel
2.2 Réactifs et solutions
2.3 Extraction et quantification des polyphénols et des flavonoïdes dans différentes variétés d’asperge
2.3.1 Méthode
2.3.2 Résultats et Discussion
2.4 Caractérisation des polyphénols par UPLC dans la variété d’asperge Guelph Millenium
2.4.1 Méthode
2.4.2 Résultats et Discussion
3 Études des polyphénols et des flavonoïdes dans les coproduits d’asperge
3.1 Matériel
3.2 Réactifs et solutions
3.3 Extraction et quantification des polyphénols et des flavonoïdes dans les coproduits d’asperge
3.3.1 Méthode
3.3.2 Résultats et Discussion
3.4 Caractérisation des polyphénols par UPLC dans les coproduits d’asperge
3.4.1 Méthode
3.4.2 Résultats et Discussion
4 Optimisation de l’extraction des polyphénols et des flavonoïdes dans les coproduits d’asperge
4.1 Matériel
4.2 Réactifs et solutions
4.3 Méthode
4.4 Résultats et Discussion
Chapitre 4 : Études des saponines dans l’asperge et ses coproduits
1 Mise au point d’un protocole d’extraction et de dosage des saponines totales
1.1 Mise au point et comparaison de différents protocoles d’extraction et de dosage des saponines totales
1.1.1 Matériel
1.1.2 Réactifs et solutions
1.1.3 Méthode
1.1.3.1 Protocole 1 : Méthode gravimétrique avec pesage direct
1.1.3.2 Protocole 2 : Méthode gravimétrique avec pesage après lyophilisation
1.1.3.3 Protocole 3 : Méthode spectrophotométrique
1.1.4 Résultats et Discussion
1.2 Mise au point d’un protocole d’extraction et de dosage des saponines totales à partir des coproduits d’asperge
1.2.1 Matériel
1.2.2 Réactifs et solutions
1.2.3 Méthode
1.2.3.1 Extraction des saponines totales
1.2.3.2 Purification des saponines totales
1.2.3.3 Quantification des saponines totales
1.2.3.4 Étude de l’effet de dégraissage sur la quantification des saponines totales 70 1.2.4 Résultas et Discussion
2 Extraction et quantification des saponines dans l’asperge et ses coproduits
2.1 Matériel
2.2 Méthode
2.2.1 Purification des saponines totales
2.2.2 Quantification des saponines totales
2.3 Résultats et Discussion
Chapitre 5 : Discussion générale, conclusion et perspectives
1 Discussion générale
2 Conclusion et perspectives
Bibliographie
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