Compte tenu de l'importance des pigments naturels dans les aliments et leur sensibilité aux traitements thermiques, les cinétiques de dégradation des anthocyanes ont été étudiées à très hautes températures (100 à 180 ºC). Pour obtenir une base de données expérimentale fiable dissociant les transferts d'énergie et de matière, un mini-réacteur étanche a été utilisé pour le traitement d'une matrice modèle (jus de mûre et sable) en faisant varier la température et l'activité de l'eau (0,20<aw<0,99). L'hypothèse d'une réaction d'ordre 1 pour la dégradation des anthocyanes a permis de modéliser et de déterminer les paramètres cinétiques suivant une méthode non-isotherme prenant en compte à la fois le profil de température et indépendamment l'homogénéité ou l'hétérogénéité du champs de température au sein de la matrice. Il a été démontré que les constantes de réaction sont très influencées par la diminution de l'activité de l'eau, facteur qui fait augmenter la réactivité. Ces résultats originaux ont été validés sur une matrice alimentaire (papaye verte-jus de mûre) soumise au couplage d'un procédé de formulation par déshydratation par immersion-imprégnation, suivi d'une opération de friture, à l'aide d'un modèle qui intègre les transferts de vapeur et d'énergie et la cinétique réactionnelle. Le modèle permet une meilleure compréhension des phénomènes et il peut être intégré dans une démarche d'optimisation séquentielle associant différentes opérations unitaires avec des traitements thermiques à très hautes températures. / Given the importance of natural pigments in foods and their sensitivity to heat treatment, degradation kinetics of anthocyanins have been studied at very high temperatures (100 to 180 ºC). For a reliable experimental database that dissociates heat and mass transfer, a hermetic mini-reactor was used for the treatment of a model matrix (blackberry juice and sand) by varying the temperature and activity water (0.20<aw<0.99). The assumption of a first order reaction for the anthocyanins degradation was used to model and determine the kinetic parameters using a non-isothermal method taking into account both the temperature profile and independently the homogeneity or heterogeneity of the matrix temperature field. It has been shown that the rate constants are strongly influenced by the water activity reduction, a factor that increases the anthocyanins reactivity. These original results were validated on a food matrix (green papaya-blackberry juice) submitted to the coupling of a formulation process by osmotic dehydration, followed by a deep-fat frying operation, using a model which includes the vapor and heat transfer and the reaction kinetics. The model allows a better understanding of the phenomena and can be integrated into a sequential optimization approach combining different unit operations with heat treatments at high temperatures.

L’impact de l’oxygène a été suivi pendant 4 mois pour 3 vins de Merlot d’IPT 61, 63 et 76. Le vin d’IPT 63 était enrichi par une fraction d’ellagitannins de bois de chêne. Les vins ont été ajustés à pH 3, pH 3,5 et pH 4. Pour chaque pH, des doses de 0, 2, 8 et 20 mg/L d’oxygène ont été fournies à l’aide d’oxygène pur, puis des analyses mensuelles ont permis de suivre les évolutions chimiques et sensorielles des vins afin d’apprécier les impacts liés à l’oxygène.Les résultats montrent pour tous les vins, que la consommation de l’oxygène augmente de 2 à 4 fois plus lorsque l’on passe de pH 3 à pH 4. La présence d’ellagitannins dans le vin favorise la consommation d’oxygène, ainsi qu’en solutions modèles hydro-alcooliques de fractions phénoliques. Les teneurs en tannins totaux sont globalement stables. Les polymérisations analysées par la méthode DMACH se produisent majoritairement à pH 3 et pH 3,5 pour le vin d’IPT 61, alors que les différences liées à l’oxygène sont moins fortes sur le vin d’IPT 76. Pour le vin d’IPT 63 + ellagitannins, les polymérisations sont favorisées à pH 3. Les teneurs en anthocyanes totales et moléculaires montrent généralement des diminutions en fonction du temps, de l’oxygène ainsi que de l’acidité. Pour le vin d’IPT 76 et d’IPT 63 + ellagitannins, les anthocyanes se polymérisent davantage aux tannins polymères en présence d’oxygène, et à pH plus acide. 13 pyranoanthocyanes ont pu être identifiées et quantifiées, dont deux molécules de pyranomalvidine-di-(épi)catéchine quantifiées pour la première fois dans des vins rouges secs qui peuvent être considérées comme des marqueurs en lien avec l'apport en oxygène subi par le vin. Les analyses sensorielles réalisées sur le vin d’IPT 76 en fonction des pH montrent que l’amertume est plus forte à pH 4, et pH 3,5 dans une moindre mesure. Cette tendance se retrouve aussi sur la perception d’oxydation.Pour les deux autres vins, d’IPT 61 et d’IPT 63 enrichi par une fraction d’ellagitannins, l’intensité du fruité diminue globalement avec les doses d’oxygène, tandis que le caractère oxydé est bien corrélée avec les doses croissantes d’oxygène, ainsi que l’amertume dans une moindre mesure. / The impact of oxygen has been followed-up during 4 months for 3 Merlot red wines of TPI 61, 63 anf 76. The wine of TPI 63 was supplied by a fraction of ellagitannin from oak wood. Wines have been adjusted at pH 3, pH 3.5 and pH 4. For each pH, quantities of 0, 2, 8 and 20 mg/L of pure oxygen have been added. Then, anlyses have been performed each month to follow the wine chemical and sensory evolutions in order to determine the impact of oxygen.For all wines, the results show that oxygen consumption is 2 to 4 fold higher from pH 3 to pH 4. The presence of ellagitannin in wine favors oxygen consumption, as well as in wine model solutions with phenolic fractions. Total tannin contents remain quite constant. Polymerisations analysed by DMACH index occur mainly at pH 3 and pH 3.5 for the wine of TPI 61, while the differences related to oxygen are less important in the wine of TPI 76. For the wine of TPI 63 + ellagitannins, polymerisations are favored at pH 3. Total and molecular anthocyanins contents generally show a decrease according to time, oxygen and acidity. For the wines of TPI 76 and TPI 63 + ellagitannins, the anthocyanins polymerise more to polymers of tannins with oxygen and acidity. 13 pyranoanthocyanins have been identified et quantified. Among them, two molecules of pyranomalvidin-di-(epi)catechin quantified for the first time in a dry red wine. They can be considerated as marker related to oxygen amount consumed by wine. Sensory analyses realized on wine of TPI 76 according to pH show that bitterness is higher at pH 4, and pH 3.5 in a lesser extent. There is the same trend with the oxidation perception.For the two other wines, of TPI 61 and 63 with ellagitannin fraction, fruity intensity globally decreases with oxygen quantities, while the oxidized parameter is well related to increasing oxygen amounts, as wella s bitterness in a lesser extent.

Le procédé innovant d’hydrodiffusion par micro-onde a été testé et validé pour la fabrication de jus de fruit sur des raisins, abricots et prunes. Ce procédé présente des avantages au niveau technique : rapidité d’extraction, pas de préparation de l’échantillon, aucun auxiliaire de fabrication. Il permet l’obtention de jus à partir de fruits difficiles à presser, avec une pasteurisation « in line » et des produits se différenciant nettement des jus commerciaux par leur couleur et texture.Le jus est expulsé du fruit sous l’effet de la vapeur produite in situ. A partir du fruit congelé, la déstructuration liée à la croissance des cristaux de glace facilite l’extraction. Les rendements le plus élevés sont obtenus à partir de fruits congelés, et à basse puissance. Une partie de l’eau des fruits est convertie en vapeur, mais peut être récupérée en utilisant un réfrigérant, ce qui permet d’atteindre des rendements proches des rendements de jus obtenus avec un prétraitement enzymatique et pressurage. Globalement, le jus a une composition proche de celle du jus présent dans le fruit ou obtenus par pressurage. La composition du jus expulsé des fruits change au cours de l’extraction. La concentration des composés présents dans la chair et hydrosolubles (sucres, acides, acides phénoliques) baisse nettement en fin d’extraction, tandis que les anthocyanes, présentes dans l’épiderme des raisins ou des prunes, montrent un pic de concentration lors de la phase d’expulsion rapide des jus. La teneur en procyanidines est nettement plus élevée que pour des jus obtenus par pressurage / The hydrodiffusion process was tested and validated for production of juices from grapes, apricots and plums. Its major advantages are speed, no sample preparation, no processing aid. It allows production of juices from hard-to-press fruits with an in line pasteurisation. The juices present original characteristics notable bright colours, texture, and a fresh fruit aroma.The juice is expulsed from the fruit by the pressure due to in situ vapour generation. The destructuration occuring in frozen fruits due to growth of ice crystals facilitate the juice expulsion. The highest yields are obtained from frozen fruits and at low power densities. Part of the water from the fruits is vaporised, and can be collected by use of a cooler, allowing to reach yields comparable to those obtained by pressing after an enzymatic pre-treatment. Juice composition is close to that of juice extracted by pressing, though with slightly lower concentrations of most soluble solids. The composition of juice changes along the extraction. The highly soluble compounds present in the fruit flesh mostly show a clear exhaustion at the end ofextraction. Anthocyans, present exclusively in the peel of the test fruits, present a maximum during the fast juice extraction phase. Procyanidin concentrations is much higher in juices obtained by hydrodiffusion than in conventional juices

Un nombre croissant de preuves suggèrent le rôle bénéfique des anthocyanes alimentaires, composés phyto-chimiques principalement présents dans les baies et les produits dérivés, sur la santé cardiovasculaire. Ces bénéfices peuvent être attribués à leur effet sur les cellules endothéliales ou les plaquettes qui sont les acteurs clés dans le développement des maladies cardiovasculaires (MCV). Cependant, les mécanismes moléculaires sous-jacents aux effets cardio-protecteurs de l'anthocyanine ne sont pas entièrement compris. L'objectif de cette thèse était d'évaluer l'effet in vitro des anthocyanines et de leurs métabolites, dans des conditions physiologiques, sur la fonction endothéliale et plaquettaire et d'identifier les mécanismes sous-jacents à leur action. Les résultats de ma thèse ont montré que le prétraitement des cellules endothéliales avec des concentrations physiologiques d'anthocyanes et de leurs métabolites circulants diminue l'adhésion des monocytes aux cellules endothéliales activées ainsi que leur migration transendothéliale qui sont les étapes initiales du développement de l'athérosclérose précédant le MCV. En accord avec ces résultats, l'analyse de l'expression génique a révélé que le traitement des cellules endothéliales avec ces molécules modulait l'expression des gènes impliqués dans la régulation de l'adhésion cellulaire, le réarrangement du cytosquelette d'actine, l'adhésion focale et la transmigration leucocytaire. Les analyses bioinformatiques de ces données ont permis d'identifier les facteurs de transcription potentiellement impliqués dans les effets nutrigénomiques observés ainsi que les protéines de signalisation cellulaire régulant leur activité. Les analyses bioinformatiques ont permit d’identifier des protéines de signalisation cellulaire auxquelles ces bioactifs peuvent se lier et potentiellement affecter leur activité entraînant modification d’activité des protéines de signalisation en aval. L’impact sur des facteurs de transcription a également été cherché et ces effets ont été confirmés par les résultats obtenus des analyses par Western blot. Les anthocyanines et leurs métabolites ont également modulé l'expression de microARN, en particulier ceux impliqués dans la régulation de la perméabilité des cellules endothéliales, contribuant ainsi aux changements observés dans la fonction endothéliale. En plus de leurs effets sur les cellules endothéliales, les résultats de mes travaux ont également montré la capacité des anthocyanes et de leurs métabolites à moduler la fonction plaquettaire en diminuant l'activation plaquettaire et leur agrégation avec les leucocytes, qui contribuent fortement au développement des MCV.En conclusion, les résultats de ma thèse ont révélé les effets positifs des anthocyanes et de leurs métabolites, aux concentrations physiologiques, sur la fonction endothéliale et plaquettaire et ont fourni de nouvelles informations sur les mécanismes sous-jacents de leurs effets cardio-protecteurs. / Increasing number of scientific evidence suggests the beneficial role of dietary anthocyanins, phytochemicals mainly present in berries and derived products, in cardiovascular health. These anthocyanin health benefits may be attributed to their effect on endothelial cells or platelets that represent the key players in the development of cardiovascular diseases (CVD). However, the exact molecular mechanisms underlying anthocyanin cardioprotective effects are not fully understood. The aim of this thesis was to investigate the effect of anthocyanins and their metabolites in vitro on endothelial and platelet function and identify the underlying mechanisms of their action using physiologically relevant conditions.Results from this thesis showed that the pretreatment of endothelial cells with physiologically relevant concentrations of circulating anthocyanins and their metabolites attenuated monocyte adhesion to activated endothelial cells as well as their transendothelial migration, which are the initial steps in the development of atherosclerosis that precede CVD. In agreement with these results, gene expression analysis revealed that the treatment of endothelial cells with these compounds modulated the expression of genes involved in regulation of cell-cell adhesion, actin cytoskeleton reorganisation, focal adhesion and leukocyte transmigration. Bioinformatics analyses of gene expression data allowed the identification of potential transcription factors involved in the observed nutrigenomic effects and cell signalling proteins regulating their activity.Molecular docking analyses further revealed cell signalling proteins to which these bioactives may bind to and potentially affect their activity and the activation of downstream signalling proteins and transcription factors, effects that were in agreement with the results of Western blot analyses. Anthocyanins and their metabolites also modulated the expression of microRNAs, especially those involved in regulation of endothelial cell permeability, contributing to the observed changes in endothelial cell function.In addition to their effects on endothelial cells, anthocyanins and their metabolites displayed the capacity to modulate platelet function by decreasing platelet activation and their aggregation with leukocytes, the processes that are important contributors to CVD development.In conclusion, results from this thesis revealed the positive effects of anthocyanins and their metabolites, at physiologically relevant concentrations, on endothelial and platelet function and provided new insights into the mechanisms underlying their cardioprotective effects.

L’agrobiodiversité s'étudie au niveau génotypique mais également au niveau de l'expression chimique de ce génotype, le chimiotype. Les plantes à racines et tubercules tropicales (manioc, patate douce, ignames et taros) sont multipliées par voie asexuée et les bases génétiques sont bien souvent étroites chez les cultivars traditionnels. Malgré les faibles diversités génétiques révélées à l'aide de marqueurs ADN, les chimiotypes sont très variables et leur étude est riche d’informations. Ces cultures vivrières, plantes amylacées mais aussi sources de molécules intéressantes pour les industries alimentaire et pharmaceutique, tiennent un rôle déterminant dans la garantie de la sécurité alimentaire des pays du Sud. Dans cette optique, leur amélioration génétique par voie conventionnelle est une contribution majeure aux enjeux actuels. De nombreux efforts restent néanmoins à réaliser pour analyser, compiler et disséminer les informations liées à la diversité des compositions et teneurs de plantes qui restent sous-utilisées ou non appréciées à leur juste valeur. La biofortification qui vise une amélioration des propriétés nutritionnelles de ces plantes, présente de nombreux avantages dont le principal est de ne pas modifier les comportements alimentaires tout en permettant une meilleure adaptation environnementale des nouveaux génotypes. Leur amélioration passe par une sélection des parents basée sur leurs valeurs propres et le criblage de grands nombres d'individus hybrides. Le processus est long et fastidieux. L’élaboration de nouveaux outils permettant une optimisation de cette tâche est donc nécessaire. L'analyse d'échantillons représentatifs de la variabilité chimiotypique des collections du Vanouatou, un archipel Mélanésien abritant une riche agrobiodiversité, a permis d'étudier les relations entre composés majeurs, métabolites secondaire et préférences alimentaires locales. Les corrélations mises en évidence permettent d'apporter des éléments utiles à la compréhension du processus de sélection traditionnelle. L’identification des préférences visées par ce processus aident à comprendre les goûts et les attentes des consommateurs, et donc à mieux définir les idéotypes ciblés par les programmes d'amélioration. Ce travail a permis un premier criblage chimiotypique d'un grand nombre de cultivars appartenant aux deux espèces majeures, le taro (Colocasia esculenta) et la grande igname (Dioscorea alata). L'étude des caroténoïdes et des anthocyanes a permis d’identifier un certain nombre de cultivars comme parents potentiellement intéressants pour la biofortification mais aussi pour l'exploitation commerciale directe des clones. La caractérisation des hybrides, obtenus par panmixie et pollinisations libres au cours de cycles de sélection récurrente, indique que des gains importants sont obtenus pour des composés et métabolites essentiels. Les avancées réalisées dans le cadre de ce travail, et leurs conséquences pour les programmes d'amélioration génétique en cours, sont discutées. Les perspectives de mise au point de nouveaux outils de criblage et de nouvelles méthodes de caractérisation qui permettront in fine une meilleure approche de la biofortification de ces cultures vivrières, sont aussi envisagées / Agronomic selection generates and maintains agrobiodiversity which can be regarded as an essential resource. To describe phenotypic diversity, genotypes as well as their chemical expression, chemotypes, have been widely used. Tropical root and tuber crops are vegetatively propagated and their genetic bases are often narrow. Therefore, unveiling the impressive phenotypic diversity is still rather difficult through genotyping alone, whereas chemotype studies are very informative. Tropical root crops are staples and represent a good source of compounds related to health benefits and used in food and pharmaceutical industries. Those crops have key-roles to play in food security for developing countries and so plant breeding cannot be neglected. Biofortification is effective and does not imply change of dietary behaviours. Analysing, computing and compiling data bases for chemical data on diversity of neglected crops are still needed. Biofortification involving mass selection and profiling of numerous accessions is, however, time-consuming. Thus, efficient protocols and tools facilitating this process are required. Chemotypic variability within Vanuatu germplasm was characterised through core samples from different species and relationships between primary compounds, secondary metetabolites and local preferences have been studied. Useful correlations were shown, thus clarifying traditional selection process. This process has permitted the definition of ideotypes that will be interesting for the management of breeding programmes. At least for the two most important species in Vanuatu - taro Colocasia esculenta and the greater yam - Dioscorea alata -our work is the first broad screening of germplasm. The study of carotenoid and anthocyanin content indicates that some cultivars show potential for commercial exploitation. With the aim of improving staple foods by plant breeding, we identified accessions to be selected as parents for future crosses

La composition phénolique du vin rouge détermine fortement sa qualité: couleur, goût, texture et la plupart des bienfaits pour la santé. Les conditions ambiantes de la vigne modulent l'équilibre hormonal endogène et l'expression de gènes qui contrôlent la voie de synthèse des composés flavonoïdes, en déterminant la composition phénolique finale du raisin. Même s'ils ont été étudiés, les effets des applications des régulateurs de croissance végétale sur l'équilibre hormonal endogène et la qualité du raisin, les effets de ces substances sur la composition et la qualité du vin sont pauvrement documentés. Le traitement des raisins destinés à la vinification avec des régulateurs de croissance végétale est un outil potentiel pour modifier la qualité des raisins et du vin rouge. Ce projet de thèse a pour objectif d’étudier l’impact d'applications de régulateur de croissance végétale sur la composition phénolique des raisins de Vitis vinifera L. cépages Cabernet Sauvignon et Carménère. L’acide abscissique, l’acide indole-3-acétique et l'acide 2-chloroethilphosphonique ont été appliqués à divers stades phénologiques du raisin, doses et conditions environnementales: Les essais ont été menés à Maipo et Cachapoal au Chili et à Bordeaux en France, dans des vignobles commerciaux et expérimentaux ainsi que sur des plantes cultivées en pots. Il a été examiné l'effet de ces traitements sur le contenu interne d'hormones, sur l'expression de gènes structuraux et régulateurs de la synthèse de composés flavonoides et sur la qualité des raisins, en particulier la composition phénolique de sa pellicule. De plus, des vinifications ont été réalisées à partir de raisins traités pour déterminer l'effet des traitements sur la composition chimique et phénolique du vin, ainsi que sur des attributs qualitatifs tels que les arômes et la texture des vins, jugés par un panel d'évaluation sensorielle. / Phenolic composition strongly determines red wine quality: color, taste, texture and most health benefits. Vineyard environmental conditions modulate endogenous hormonal balance and gene expression which control the flavonoid biosynthetic pathway leading to final grape phenolic composition. Even when the effects of plant growth regulator applications on grape endogenous hormonal balance and quality have been studied, the effect of these substances on wine composition and quality is poorly documented. The treatment of wine grapes with plant growth regulators is a potential tool in order to modify red wine phenolic composition and quality. This thesis project describes six experiments on plant growth regulator applications on developing grapes of Vitis vinifera L., cvs Cabernet Sauvignon and Carménère. Abscisic acid, Indole-3-acetic acid and 2-chloroethylphosphonic acid were applied in different phenological stages, doses and environmental conditions: Maipo and Cachapoal regions in Chile and Bordeaux region in France, commercial and experimental vineyards and plants in containers. The effect on changes in the internal hormonal content, expression of flavonoid biosynthetic and regulatory genes and grape quality, in particular grape skin phenolic composition were examined. In addition, winemaking was performed in order to assess the effect of treatments on wine chemical and phenolic composition and on wine aroma and texture attributes judged by a sensory panel.