Ce travail consistait à caractériser et suivre les changements de la composition chimique des cidres à distiller durant leur élaboration. Pour répondre à cet objectif, pendant deux campagnes de production (2007/2008 et 2008/2009), une centaine d'échantillons de cidre a été prélevée sur 4 cuves différentes se déclinant sous deux AOC et trois savoirs faire (industriel, artisanal et fermier). Les teneurs en sucres ont été déterminées par dosage enzymatique, les acides malique et lactique ont été dosés par CLHP/UV et les composés volatils ont été suivis par CPG/SM après SPE et concentration. De manière générale, les sucres sont consommés rapidement dans le cas de cuves industrielles contrairement aux cuves artisanale et fermière, au frais et de plus petit volume. Des fermentations malolactiques (FML) ont été repérées seulement pour les cuves industrielles et pour la cuve artisanale sur une année. Quand elle a lieu, la FML se déroule très rapidement (moins d'un mois) et de façon simultanée avec la fermentation alcoolique. L'apparition d'une FML se caractérise par l'apparition d'acétates (acétate de 2-phényléthyle et de 3-méthylbutyle) en début de procédé et une présence importante d'acide carboxyliques et de dérivés volatils des acides lactique et succinique plutôt en fin. In fine, des composés comme l'acétoïne, le butanol et l'hexanol sont présents de manière plus importante dans les cidres où une FML n'a pas lieu. En revanche, peu de différences ont été observées pour l'évolution régulière des alcools supérieurs. Un contrôle systématique des pommes et de la température des cuves permettrait d'obtenir une meilleure répétabilité du cidre à distiller.

Contexte. L'alimentation apporte à la fois des nutriments nécessaires au fonctionnement physiologique normal de l'organisme et des contaminants susceptibles d'impacter sur la santé. Il convient donc de prendre en compte ces deux aspects dans la détermination des consommations optimales du point de vue de la santé publique. Les produits de la mer représentent un cas d'étude intéressant car ils apportent à la fois des acides gras polyinsaturés oméga 3 à longue chaine (AGPI LC n-3), des vitamines et des oligoéléments, mais aussi du méthylmercure, de l'arsenic ou encore de polluants organiques persistants. Objectifs. L'objectif de la thèse était de déterminer dans quelles quantités la consommation de produits de la mer présentait un bénéfice nutritionnel, tout en limitant le risque lié aux contaminants apportés par l'alimentation. Méthodes. Les analyses ont principalement porté sur les données de l'étude Calipso menée sur 996 forts consommateurs de produits de la mer (au moins deux occurrences par semaine) de 18 ans et plus. Leurs apports nutritionnels et leur exposition aux contaminants ont été estimés à partir du recueil des consommations alimentaires et de biomarqueurs. Ce travail a permis, au regard de la couverture des besoins nutritionnels et des risques nutritionnels et sanitaire, la sélection de nutriments et contaminants pertinents, à l'apport desquels et à l'exposition auxquels les produits de la mer contribuent majoritairement. L'analyse risque-bénéfice a consisté en l'utilisation d'un modèle d'optimisation sous contraintes pour déterminer des consommations optimales de produits de la mer. L'objectif était d'optimiser les apports nutritionnels et l'exposition aux contaminants, sous contrainte d'atteinte des apports nutritionnels conseillés (ANC) et de non dépassement des valeurs toxicologiques de référence (VTR), en tenant compte des apports par le reste du régime. Résultats. Chez les forts consommateurs de produits de la mer, le risque sanitaire lié à l'exposition aux méthylmercure et l'arsenic inorganique ne sont pas négligeables. Chez ces mêmes consommateurs, les produits de la mer apparaissent également comme contributeurs majeurs d'apport en vitamine D et certains minéraux. Par ailleurs, une consommation de plus de 200 g/sem de poissons très gras n'entraine pas de bénéfice supplémentaire en termes de biomarqueur de santé cardiovasculaire. Tenant compte de ces éléments, il a été déterminé une consommation dite optimale, permettant à la fois de minimiser l'exposition à l'arsenic inorganique et d'augmenter l'apport de vitamine D en population générale, tout en garantissant l'atteinte de l'ANC pour les AGPI LC n-3, le sélénium et l'iode, le non dépassement des VTR établies pour le méthylmercure, le cadmium, les dioxines et polychlorobiphényles, ainsi que le non dépassement des limites de sécurité établies pour le zinc, le calcium et le cuivre. Cette consommation est de 200 g/semaine environ de certaines espèces de poissons gras et de 50 g/semaine environ de poissons maigres, mollusques ou crustacés. Conclusion. Une consommation optimale de produits de la mer entrainant à la fois un bénéfice nutritionnel et un risque sanitaire maitrisé a pu être définie. Il ressort de ce travail la nécessité de réduire les expositions à l'arsenic et d'affiner les résultats en utilisant le modèle pour certaines populations, en tenant compte des spécificités de ces populations.

Yarrowia lipolytica est une levure oléagineuse qui possède un remarquable potentiel de croissance et d'accumulation de lipides dans des milieux hydrophobes. Au cours de cette étude nous avons approfondi nos connaissances du métabolisme lipidique chez cette levure en mettant l'accent sur la capacité d'accumulation et de dégradation des lipides, la régulation et les interactions des différentes voies métaboliques. L'étude des enzymes du métabolisme des microorganismes oléagineux et de leurs particularités fonctionnelles, en comparaison avec celles des microorganismes non oléagineux, a permis de se focaliser sur des enzymes candidates pour être impliquées dans le caractère oléagineux. L'objectif de cette étude est de combiner les connaissances physiologiques sur cette levure avec les outils génétiques existants afin d'utiliser Y. lipolytica comme une usine cellulaire pour la production de grandes quantités de lipides ayant un intérêt industriel. Afin de rediriger les flux de carbone vers la synthèse de lipides, le gène GUT2, qui code l'un de deux isomères de la glycérol-3-phosphate déshydrogénase, ainsi que la voie de la β-oxydation ont été invalidés chez Y. lipolytica, conduisant à une forte augmentation de l'accumulation des lipides. Afin d'identifier l'étape limitante de la synthèse des TAG et de construire des souches aux profils lipidiques modifiés nous avons joué sur le niveau d'expression des acyltransférases et des désaturases. La contribution relative des acyltransférases dépend de la phase de croissance et leurs affinités vis-à-vis des substrats donneurs d'acyle sont complémentaires. La modification des désaturases a permis d'accumuler des acides gras spécifiques, démontrant ainsi qu'il est possible de moduler le profil des lipides accumulés chez Y. lipolytica. Cette étude nous a permis de construire des souches hyperaccumulatrices aux profils lipidiques tels qu'ils permettront de leur trouver des applications biotechnologiques dans la filière des biocarburants ou dans l'industrie oléochimique en tant qu'unités alternatives pour la production de substrats spécifiques.

La séparation d'énantiomères suscite un vif intérêt pour les industries pharmaceutiques, chimiques et agroalimentaires. Les dérivés lipophiles de la néamine ont été utilisés en tant que nouveaux ligands en chromatographie chirale par échange de ligands. Ce travail s'est attaché à étudier les propriétés énantiosélectives des dérivés lipophiles de la néamine en CLHP et en EC. Des dérivés de la néamine (néamine 4'-mono C18, néamine 5-mono C18, néamine 6-mono C18, néamine 3',6-di C18, néamine 4',5-di C18, ou néamine 3′,6-di méthylnaphthalène), ont été synthétisés au sein de notre laboratoire et immobilisés de manière non covalente sur des supports chromatographiques de type C18 et graphite poreux et utilisés avec succès en CCEL pour séparer divers couples d'énantiomères d'acides aminés, de nucléosides et de dipeptides. Néanmoins, certaines molécules hydrophobes, comme le tryptophane, sont éluées trop tardivement et par conséquent, ne sont pas détectables. Pour remédier à ce problème, nous avons considéré la propriété de la néamine 4'-mono C18 à former des micelles, et avons envisagé son utilisation en MEKC. Les énantiomères du tryptophane sont séparés en moins de cinq minutes. Les effets de différentes conditions (concentration du sélecteur chiral, addition de méthanol dans le tampon de migration) sur le temps de migration ont été évalués. Cette méthode d'analyse a ensuite été testée avec succès sur d'autres analytes hydrophobes tels que le 1-méthyl-tryptophane, la 3,5-diiodo-tyrosine et la 1-naphtyl-alanine.

Il existe, aujourd'hui, de nombreuses et efficaces méthodes de caractérisation structurale tridimensionnelle de composés biologiques en phase condensée (RMN, diffraction des rayons X ou dichroïsme circulaire). Depuis une dizaine d'années, ce champ d'études s'est étendu à la phase gazeuse. Ce travail s'inscrit dans ce contexte et concerne le rôle structurant de Na+ sur les acides aminés Gly et Pro et sur des oligo-peptides de Gly et Ala, en combinant approches théoriques et expérimentales de spectroscopie infrarouge d'ions gazeux par dissociation multiphotonique (IRMPD) couplée à la spectrométrie de masse. Les spectres IRMPD expérimentaux des complexes sodiés d'acide aminé, nous ont permis d'identifier la présence exclusive de la forme zwitterionique dans le cas de Pro-Na+ et la présence de la forme non-zwitterionique dans le cas de Gly-Na+, conformément aux résultats de chimie quantique. Ainsi nous avons fourni la première démonstration directe de la présence d'un zwitterion d'acide aminé en phase gazeuse. Il s'agissait des premiers spectres infrarouge d'ions biologiques en phase gazeuse. L'étude théorique des complexes Glyn-Na+ et Alan-Na+ a montré que, pour n<=5, les conformères de plus basse énergie maximisent l'interaction électrostatique du métal avec les n groupements carbonyles, avec ou sans l'amine terminale. Ce comportement a été confirmé d'une part, par des expériences de spectroscopie IRMPD pour n=2,3 et d'autre part, par la détermination des énergies de liaison de ces complexes par la méthode cinétique de Cooks (n=2-4). Pour l'étude théorique de Glyn-Na+, 5<=n<=10, nous avons couplé des recherches conformationnelles Monte-Carlo basées sur des calculs de champ de forces AMBER, à des optimisations par calculs de type ri-BLYP utilisant l'approximation "résolution de l'identité". Cette approche a permis d'explorer en détail des sur! faces de potentiel très complexes. On peut distinguer deux classes limites de conformères, celle où le peptide est globulaire et celle où il adopte une conformation en hélice alpha ou 310. Nous avons montré que les structures les plus basses en énergie présentent le plus souvent une complexation tétradentate avec une forte auto-solvatation. Ces structures sont toutes globulaires pour n<10. Dans le cas de Gly10-Na+, le conformère le plus bas en énergie a une structure globulaire autour du sodium et un domaine de cinq résidus en hélice 310.

Trois objectifs principaux ont été fixés pour cette thèse : un objectif technologique, analytique, et d'analyse des risques. Un premier objectif de cette étude était d'identifier les étapes critiques du procédé de transformation des noix et graines, afin de pouvoir par la suite proposer des solutions permettant de limiter le développement des réactions de Maillard et d'oxydation des lipides, ainsi que leur dégradation nutritionnelle. Pour ce faire, la formation des composés issus de ces réactions a été suivie au cours de la transformation des noix et graines en tenant compte de l'impact de la qualité de la matière première. La dégradation de certains nutriments thermolabiles, indicateurs de la sévérité du traitement thermique appliqué, a été aussi suivie au cours de la transformation industrielle afin d'appréhender l'influence du traitement thermique sur la qualité nutritionnelle de ces aliments. Les résultats montrent que les réactions d'oxydation des lipides sont amorcées dès les premières étapes de transformation et s'amplifient par la suite. Plusieurs étapes du procédé sont impliquées dans le développement des réactions d'oxydation et la dégradation nutritionnelle, cependant l'étape de torréfaction se révèle particulièrement déterminante dans la formation des CNF. L'étape de stérilisation de la tahina semble avoir aussi un effet significatif sur l'accumulation des produits d'oxydation et des CNF. Suite à ce criblage des étapes critiques, des modifications techniques doivent être apportées à la chaîne de transformation afin de l'optimiser, sans compromettre la salubrité et les qualités organoleptiques du produit fini. Un deuxième objectif était d'explorer le potentiel de la spectroscopie de fluorescence frontale comme outil d'évaluation quantitative rapide de la qualité des noix et graines, dans l'objectif d'améliorer le contrôle et la maîtrise de la sécurité chimique de ces aliments transformés. L'analyse multivoies des mesures de fluorescence frontale en 3D sur des échantillons industriels de noix et graines a révélé une information détaillée sur l'oxydation des lipides et la formation de CNF, ainsi que leur dégradation nutritionnelle, au cours de leur transformation industrielle. L'identification des fluorophores intrinsèques s'est rendue possible grâce à l'approche multivoies des données. Des modèles de calibration multivoies ont été développés afin de prédire les concentrations en CNF à partir de simples mesures de fluorescence, et ont donné des résultats très prometteurs. Ces méthodes pourraient être très intéressantes dans une perspective de contrôle en ligne, du fait de leur rapidité et leur non-destructivité. Enfin, l'évaluation de l'exposition des libanais adultes à ces CNF à partir des noix et graines transformées a été réalisée en croisant les données de consommation alimentaire obtenues par le biais d'une enquête de consommation alimentaire exécutée dans le cadre de cette recherche sur une population urbaine adulte âgée entre 25 et 64 ans, avec les données de contamination obtenues par les analyses chimiques. Les expositions quotidiennes moyennes à la CML et aux AGT, suite à la consommation de l'ensemble des oléagineux étudiés, ont été estimées à 0,76 mg/personne/jour et 0,32 g/personne/jour respectivement. Ces niveaux correspondent à 13 et 7% des valeurs de références pour la CML et les AGT respectivement, susceptibles d'induire des effets néfastes. Au percentile 95ème de l'exposition, les valeurs d'exposition à la CML par la seule consommation des oléagineux dépassent la valeur limite. Ces résultats montrent qu'il est nécessaire de porter une attention particulière à l'exposition de certains groupes de population tels que les forts consommateurs pour lesquels le risque d'être exposés à un niveau supérieur aux valeurs toxicologiques de référence vis-à-vis des CNF étudiés n'est pas nul, sachant qu'aux noix et graines transformées vient s'ajouter une liste non négligeable d'aliments contributeurs à l'exposition aux CNF.

Résumé La plupart des régions équatoriales humides, dont fait partie le Rwanda, sont caractérisées par une altération avancée des roches, des températures relativement élevées, de fortes intensités des pluies qui se traduisent par des phénomènes de ruissellement et dérosion accompagnées par la lixiviation déléments nutritifs avec pour corollaires lacidification et la réduction de la fertilité des sols. Lun des moyens daméliorer la fertilité passe par la mise en uvre de techniques destinées à modifier les caractéristiques défavorables du sol. Ce travail a pour objectif dévaluer les effets de lapport dans le sol de biomasses végétales fraîches collectées dans le milieu naturel, combinées avec du travertin, sur lamélioration de la fertilité et de la productivité des sols acides du Rwanda. Afin datteindre ce but, deux types dessais ont été mis en place sur le terrain au niveau du site de Rubona en moyenne altitude et de Gakuta en haute altitude. Il sagit tout dabord dun essai portant sur la mise en culture en milieu naturel de deux espèces végétales Tithonia diversifolia (Hemsley) A Gray et Tephrosia vogelii (Hook F) et lévaluation de leur production en biomasse et en quantités déléments. Lautre essai, consiste en lévaluation des caractéristiques des sols et des rendements de la culture du maïs des parcelles fertilisées avec les biomasses de ces espèces et/ou de NPK chacun combiné ou non avec du travertin. Le choix de Tithonia diversifolia a été basé sur son potentiel fertilisant et de production en biomasse tandis que celui de Tephrosia vogelii sur son utilisation dans les exploitations agricoles sous forme de haie anti-érosive. Les résultats obtenus indiquent que ces espèces ont un potentiel élevé de production en biomasse et en accumulation déléments dans leurs milieux écologiques favorables. Elles donnent des rendements de 18,7 t.ha-1.an-1 pour Tithonia diversifolia à Rubona et 11,4 t.ha-1.an-1 pour Tephrosia vogelii à Gakuta. Au terme de quatre saisons culturales dexpérimentation, les traitements avec la biomasse de Tithonia diversifolia combinée au travertin ont significativement augmenté le pH, la CECE, le Veff et réduit le taux de saturation en aluminium échangeable dans les deux sites. A Rubona, laugmentation de 0,8 unité de pH a induit un écart positif de 43,9 % et 2,9 cmolc.kg-1 de sol respectivement pour Veff et de CECE et une réduction de 60 à 11 % pour mAl. A Gakuta, ces écarts sont respectivement de 20,5 % et 4,1 cmolc.kg-1 de sol et de 20 à 0,4 % pour une amélioration de 0,7 unité de pH. Ce même traitement et celui relatif à la biomasse de Tithonia diversifolia seule ont amélioré les teneurs en Cot des sols de 0,1 à 0,5 %. Les effets des traitements sur la disponibilité du phosphore sont les plus marqués avec lengrais minéral NPK utilisé seul ou en combinaison avec le travertin. Les teneurs correspondantes ont été multipliées par 2,8 et 2,7 à Rubona et 1,3 à Gakuta à la quatrième saison. Sagissant des paramètres microbiologiques du sol (azote microbien, carbone microbien, respiration basale et respiration induite par le substrat), une amélioration sensible a été observée dans les traitements avec la biomasse de Tithonia diversifolia ou de Tephrosia vogelii en combinaison avec le travertin ou de la biomasse de Tithonia diversifolia appliquée seule. Lanalyse des échantillons de terres par la méthode de spectroscopie proche infrarouge a permis de prédire avec la meilleure précision (0,8<r2<1,0 et 2,3<RPD<5,4) la plupart des paramètres chimiques et microbiologiques pris en compte dans cette étude (pH, Cot, Nt, CEC, CECE, Nmic, Cmic, RBAS, RIS). Pour le maïs, les rendements en biomasse et en grains sont positivement influencés par le traitement avec la biomasse de Tithonia diversifolia combinée avec du travertin. Ce traitement présente une meilleure efficience agronomique. A la quatrième saison, le rendement en grain pour ce traitement a été multiplié par 4,7 et 2,8 par rapport au témoin respectivement à Rubona et à Gakuta.

Les méthodes RMN multidimensionnelles requises pour l'obtention d'une résolution atomique élevée sont relativement couteuses en temps expéri- mental, ce qui complique considérablement leur application à l'analyse d'échantillons en temps réel. La première partie de cette thèse traite des pro- grès récents dans le domaine de l'acquisition rapide des spectres de RMN . La deuxième partie concerne la paroi cellulaire des bactéries Gram-négatives et Gram-positives. En raison de son poids moléculaire élevé et de son car- actère non cristallin, nous avons appliqué la RMN du solide pour l'étudier. La qualité exceptionnelle des spectres de RMN solide permet l'étude, à résolution atomique, de la structure et de la dynamique du peptidoglycane et des acides téchoïques qui se lient de manière covalente au peptidoglycan (WTA). La détermination des propriétés dynamiques du peptidoglycane est aussi utilisée pour étudier les interactions entre protéines et peptidoglycane et la complexation avec des ions divalents.

L'insuffisance cardiaque (IC) reste la cause majeure de morbimortalité dans les pays industrialisés justifiant ainsi la recherche de traitements plus ciblés. Caractérisée par des désordres métaboliques importants qui impliquent notamment une dysfonction mitochondriale, le métabolisme énergétique apparait comme une composante majeure du développement de l'IC. Ces dernières années, le co-activateur transcriptionnel PGC-1α a été proposé comme un acteur central du contrôle de la fonction mitochondriale et constitue ainsi une cible thérapeutique d'intérêt. Ainsi, l'objectif principal de ce travail est de développer un test cellulaire robotisé permettant la recherche d'activateurs de PGC-1α dans un contexte cardiaque.La mise en place de ce test cellulaire de criblage dans des cellules H9c2 différenciées en cellules pseudo-cardiaques a permis l'identification de trois familles majeures : les hormones stéroïdiennes, les vitamines B et les acides gras, capables d'activer l'expression de PGC-1α et par ce biais d'induire une biogenèse mitochondriale ainsi qu'une augmentation de la respiration mitochondriale. La validation de ces effets dans des cardiomyocytes de rat adulte a permis d'une part de valider la pertinence du test et du choix du modèle cellulaire et d'autre part de vérifier qu'une induction de l'expression de PGC-1α se répercute bien sur la cascade transcriptionnelle de la biogenèse mitochondriale. Ce test constitue donc un atout majeur dans le recherche de nouveaux activateurs de PGC-1α pour mieux comprendre ses mécanismes de régulation dans le cœur, mais offre aussi des perspectives intéressantes pour la recherche de composés pharmacologiques à visée thérapeutique.Par ailleurs, peu de connaissances sont disponibles dans la littérature concernant le contrôle de la biogenèse mitochondriale dans le muscle lisse vasculaire et plus particulièrement dans l'hypertension artérielle. Ainsi, la deuxième partie de ce travail a été de caractériser la biogenèse mitochondriale dans un contexte d'hypertension. A travers l'utilisation d'un modèle expérimental d'hypertension et après confirmation dans des cellules musculaires lisses en culture, nous avons montré une induction importante de la biogenèse mitochondriale dans l'hypertension par un mécanisme stress oxydant-dépendant. De plus, cette induction est corrélée à une forte activation de la CaMKII, totalement bloquée par la présence d'un anti-oxydant : le resvératrol. Ces résultats suggèrent donc un contrôle de la biogenèse mitochondriale dépendante de la balance pro/anti-oxydante via l'activation de la CaMKII dans le muscle lisse vasculaire.

Le manteau neigeux de quatre glaciers de haute altitude (3000-3500 m) des Alpes francaises a été échantillonné pendant 3 saisons consécutives. En complément, un carottage de 13 m couvrant 3,5 années sur un glacier froid a permis de retracer la chimie de la précipitation annuelle. L'analyse des ions majeurs et des acides organiques par chromatographie ionique et par titration acide a permis d'équilibrer la balance ionique de la précipitation alpine. La neige alpine a un caractère légérement acide du essentiellement à l'ion nitrate et à la fraction d'acide sulfurique non neutralisée par l'ammoniac et les aérosols minéraux basiques. Les précipitations les plus acides reflètent l'influence des émissions de polluants des régions européennes les plus industrialisées. Les ions majeurs présentent des variations saisonnières avec un maximum d'été. Les arrivées de poussières sahariennes affectent de façon ponctuelle les hautes régions alpines, la neige étant alors alcaline. Ces poussières favorisent des réactions de neutralisation avec les composés atmosphériques acides augmentant ainsi leur dépôt. Les concentrations des acides organiques sont généralement faibles dans la neige alpine. La reprise de ces composés par les cristaux de neige est trés peu efficace du fait de leur réémission en phase gazeuse. Leurs sources sont principalement naturelles. L'ion fluoruré est présent dans la neige alpine au niveau du ppb. Au printemps et en été, les émissions de HF d'origine anthropique permettent vraisemblablement d'expliquer le bruit de fond de fluor observé hors événements sahariens