Le but de cette étude était de développer et caractériser de nouveaux films antimicrobiens à base de chitosane et de divergicine M35 et d'évaluer leur potentiel pour le biopréservation des produits marins prêts à consommer (PMP AC). Dans un premier temps, nous avons démontré dans cette étude que le chitosane, dépendamment de son poids moléc~laire, peut exercer une activité antimicrobienne importante contre L. monocytogenes. Trois types de chitosane ayant des poids moléculaires de 2, 20 et 100KDa ont été choisis pour leur activité antibactérienne importante. Nous avons aussi démontré que le mécanisme d' action du chitosane dépendait de son poids moléculaire. La détermination des concentrations minimales inhibitrices du chitosane et de la divergicine contre L. monocytogenes a permis de mettre en évidence un effet additif de ces deux composés contre L. monocytogenes. Finalement, des films bioactifs à base de chitosane à 100 KDa et de di vergicine ont été développés et caractérisés. Ces films ont montré des propriétés mécaniques, physiques et biologiques intéressantes. L'étude de la libération de la divergicine a montré que cette dernière se libérait graduellement des films de chitosane et que l'incorporation de la divergicine dans les films de chitosane augmentait l'activité antimicrobienne de ce dernier. Les résultats par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier démontrent que l'incorporation de la divergicine n'a pas affecté la structure des films et que les spectres de la divergicine libérée obtenus ne différent du spectre de la bactériocine pure que par l'intensité des pics. Nous avons par la suite validé nos résultats sur du saumon fumé à froid (SFF) entreposé à 4°C et 8°C pendant 21 jours'. Nous avons pu démontrer que le film à base de chitosane et de divergicine présente une meilleure activité contre L. monocytogenes comparativement à l'application de la solution filmogène et que l'application du film résulte en une inhibition de L. monocytogenes durant toute la période de l'entreposage. L'utilisation du film a aussi permis d'obtenir une meilleure qualité microbiologique et de meilleures caractéristiques organoleptiques du SFF, de maintenir la concentration des bases azotées volatiles totales à un niveau inférieur à celui du SSF non traité et d'augmenter la fermeté des filets.

Contexte : Malgré l'abondance de ressources marines comestibles (poissons, mollusques, crustacés, algues, plantes de bord de mer et mammifères marins), les personnes vivant dans les communautés côtières du Fleuve, de l’Estuaire et dans le Golfe du Saint-Laurent dans l'Est du Québec consomment moins qu’auparavant ces aliments locaux. De plus, il est difficile de faire des choix éclairés sur leur consommation, car bien que ces aliments présentent de nombreux avantages pour la santé, certains présentent entre autres des concentrations élevées de contaminants environnementaux. Ceci pose un risque pour la santé, en particulier durant la grossesse et l'enfance. Dans le cadre du projet Manger notre Saint-Laurent qui vise à faire la promotion des ressources comestibles du Saint-Laurent et renforcer l’autonomie alimentaire, les membres de quatre communautés participantes (trois allochtones et une autochtone) ont identifié un besoin pour un outil en ligne pouvant aider à faire des choix éclairés à la fois sains, sécuritaires et durables tout en mettant de l’avant le plaisir de manger. L’objectif de la présente étude était donc de co-concevoir un prototype de cet outil, un site Web qui viserait à informer et faciliter des décisions éclairées sur la consommation des ressources comestibles du Saint-Laurent. Méthode : Guidé par un cadre méthodologique de conception centrée sur l'utilisateur et l’utilisatrice, un prototype de site Web a été co-conçu en partenariat avec une variété de membres des communautés et de parties prenantes au projet, ainsi qu’avec des expert.e.s en webdesign, tous et toutes cocréateurs et cocréatrices du prototype. Quarante-huit séances de co-conception ont été menées avec 13 hommes et 30 femmes (cinq ayant participé deux fois), âgé.e.s de 18 à 73 ans, sur trois cycles itératifs au cours desquels leurs perspectives et leurs observations ont été recueillies. Le 3e cycle a pris la forme d'une critique standalone d'expert.e.s. L’utilisabilité du prototype a également été mesurée à l’aide du System Usability Scale (SUS) aux 2e et 3e cycles. Résultats : En développant un partenariat avec les cocréateurs et ceci, dès le début, les priorités et les perspectives de ceux-ci ont pu être intégrées dans un prototype de site Web qui répond à leurs besoins. Plusieurs composantes servant à organiser le contenu ont été ajoutées ou améliorées à chacun des trois cycles selon les résultats des séances de coconception et des évaluations SUS de l’utilisabilité. Celle-ci a été évaluée comme « meilleure imaginable » pour les deuxième et troisième versions. Les résultats pour les scores d’utilisabilité n’étaient pas statistiquement différents entre les groupes sociodémographiques. Le prototype final comprend un outil pour explorer chaque espèce. Des fiches d’espèce regroupent des informations fiables sur la disponibilité régionale et saisonnière, la durabilité du système alimentaire, la qualité alimentaire, notamment les contaminants, la nutrition et les propriétés gustatives, ainsi que sur les méthodes responsables de pêche, de chasse, de cueillette et de préparation. Conclusion : L’implication de cocréateurs et cocréatrices de différentes caractéristiques sociodémographiques a permis de réunir une variété de perspectives pour la co-conception d'un prototype de site Web visant à informer et soutenir des choix éclairés par rapport à la consommation d'aliments issus du Saint-Laurent, qui présentent plusieurs avantages, mais également des risques pour la santé dans certains cas. Plusieurs composantes n'auraient pas été incluses sans la contribution des cocréateurs et cocréatrices; d'autres ont été considérablement améliorées grâce à leurs commentaires. Il en va de même pour le champ de la santé publique; les approches de co-construction des projets et des interventions sont préférables pour inclure les perspectives d’une variété de personnes. Une fois le prototype développé dans sa version Web, de futurs travaux pourraient permettre d’évaluer les effets du site sur les choix alimentaires. / Background: Despite the abundance of local edible marine resources (fish, molluscs, crustaceans, algae, seashore plants, and marine mammals), people living in coastal communities along the St. Lawrence System in Eastern Quebec consume these local foods less often than they did in the past. Making informed decisions about consumption is difficult because although these foods have many health benefits, some environmental contaminants also pose health risks, especially during pregnancy and infancy. Within a community-based food sovereignty project, Sustenance from our St. Lawrence (Manger notre Saint-Laurent), members of participating communities (three non-Indigenous and one Indigenous) identified a need for a web-based decision tool to help them make informed consumption choices bringing together health, sustainability, food safety, and the pleasure of eating. We aimed to co-design a web-based prototype that facilitates informed decisions about consuming local edible marine resources. Method: Guided by a user-centered design methodological framework, we co-designed a prototype website by engaging a variety of community members, regional stakeholders, and experts in user experience design and web development, all co-designers of the prototype. We conducted a total of 48 co-designing sessions (13 men, 30 women [5 participated twice], aged from 18 to 73) over three iterative cycles, in which we conducted user testing and collected perspectives and observations. The third cycle was an expert standalone critique. We assessed the prototype’s ease of use with a validated measure, the System Usability Scale (SUS), for cycle 2 and 3. Results: By engaging co-designers in the process from the beginning, we were able to integrate their priorities and perspectives into a prototype website to serve their needs. Various components used to organize content were added or improved over the three cycles according to user testing results. Usability was rated at “best imaginable” for both the second and the third versions. Usability scores did not differ significantly between sociodemographic groups. The final prototype includes a tool to explore each species and index cards to regroup accurate evidence relevant to each species. Evidence addresses regional and seasonal availability, food system sustainability, food quality — especially contaminants, food safety, nutrition and taste properties — and responsible fishing, hunting, picking, and preparation methods. Conclusion: Engaging co-designers with different socio-demographic characteristics brought together a variety of perspectives for the co-design of a prototype website to support informed decisions about eating local foods that offer health benefits and risks. Several components would not have been included without users’ input; other components were greatly improved thanks to their feedback. The same goes for the public health field; codesign approaches in research projects and intervention development are preferable to include of a variety of people. Once the prototype is programmed and available online, we hope to evaluate the website to determine its effects on food choices.

Le but de ce projet consistait à développer des produits antimicrobiens naturels à base de bactériocines de bactéries lactiques et d'évaluer leur potentiel pour la biopréservation des produits marins prêts à consommer. Dans un premier temps, une nouvelle bactériocine de classe lia, la divergicine M35 produite par Carnobacterium divergens isolée de moules fumées, a été purifiée et caractérisée sur le plan biochimique et moléculaire. La divergicine M35 possède une séquence de 43 acides aminés et une masse moléculaire de 4518.75 Da. Elle possède un pouvoir anti-Listeria marqué contre de nombreuses souches de Listeria monocytogenes. À l'inverse, elle demeure inactive contre des souches de Lactococcus, Lactobacillus, Enterococcus, Bifldobacterium et Escherichia. Par la suite, les paramètres de production de la divergicine ont été déterminés dans un milieu de grade alimentaire à base d'hépatopancréas de crabe des neiges, un sous-produit de l'industrie halieutique. D'une part, les résultats obtenus ont permis de mettre en évidence le potentiel du milieu hépatopancréas de crabe à permettre la croissance de G divergens M35 aux températures de réfrigération. D'autre part, une production de divergicine M35 satisfaisante et comparable au milieu MRS7m a été obtenue dans les mêmes conditions expérimentales. En dernier lieu, différentes stratégies d'addition de la divergicine M35 (culture productrice, divergicine M35 pure ou sous forme de bio-ingrédient actif issu du surnageant de culture concentré du milieu hépatopancréas de crabe) ont été comparées afin de valider l'activité anti-Listeria de la divergicine M35 dans le saumon fumé à froid entreposé à 4°C durant 21 jours. Un effet antimicrobien supérieur sur L. monocytogenes a été obtenu dans les filets contenant G divergens M35 après 10 jours d'entreposage, comparativement à ceux traités avec la divergicine pure ou le bio-ingrédient. G divergens M35 n'a causé aucune altération des caractéristiques organoleptiques et sensorielles des filets de saumon par rapport aux filets témoins non-inoculés. Aussi, les niveaux de bases azotées volatiles totales et d'aminés biogènes étaient inférieurs à la norme permise en fin de période de conservation. Ainsi, ce projet de recherche a démontré le potentiel d'application de la divergicine M35 pour la bio-préservation des produits marins prêts à consommer envers L. monocytogenes . / The aim of this research was to develop natural food-grade bacteriocins as antimicrobial ingredients and to evaluate their bio-preservative potential against Listeria monocytogenes in ready-to-eat seafood. Carnobacterium divergens M35 was isolated from a commercial sample of frozen smoked mussels and was shown to produce a new class Ha bacteriocin named divergicin M35. The purification procedure allowed the recovery of 10% of the bacteriocin present in the culture supernatant with purity higher than 99%. Divergicin M35 had a molecular mass of 4518.75 Da and an amino acid sequence of 43 amino acids. It showed powerful anti-listerial activity, especially against numerous isolates of L. monocytogenes but not against strains of Lactococcus, Lactobacillus, Enterococcus, Bifidobacteria and Escherichia. The optimal parameters for the growth of C. divergens M35 and the production of divergicin M35 were then determined in various synthetic media and in snow crab hepatopancreas-based medium, a natural food grade by-product of crustacean processing. Snow crab hepatopancreas-based medium allowed growth of C. divergens M35 and divergicin M35 production, especially at refrigerated temperatures.The obtained results suggest that snow crab hepatopancreas-based medium could replace the more expensive MRS successfully for the production of food-grade bacteriocins, especially those produced by fish-acclimatized bacteria. Afterwards, purifïed divergicin M35, divergicin M35 bio-ingredient or C. divergens M35-producing divergicin strain were applied on cold-smoked wild salmon fillets to evaluate and compare their potential to inhibit the growth of L. monocytogenes during 21 days at 4°C. An increased reduction in L. monocytogenes viable count was obtained with C. divergens M35 treated samples till 10 days of storage as compared to purifïed divergicin M35 or divergicin bio-ingredient. Compared with un-inoculated samples, the addition of C. divergens M35 did not affect color and texture of salmon fillets throughout the storage period. Total volatile base nitrogen and levels of biogenic amines remained below the maximum acceptable in fish appreciation. Overall, the results of this study showed clearly the potential application of C. divergens M35 culture as well as divergicin M35 bio-ingredient for the inactivation of L. monocytogenes in ready-to-eat seafood.

Le mercure est un contaminant présent dans l'ensemble des compartiments de l'environnement et l'homme y est directement exposé via l'alimentation. Actuellement, les organismes gouvernementaux évaluent la sécurité des produits alimentaires en se basant essentiellement sur la concentration totale de cet élément. Cependant, la toxicité du mercure dépend, entre autre, de l'espèce absorbée (dont le méthylmercure, sa forme la plus toxique). Par conséquent, l'analyse de spéciation, c'est à dire la détection et quantification des différentes formes chimiques de cet élément, présente un intérêt croissant. Le principal objectif de ce projet a donc été de développer et de valider, sous assurance qualité, une méthode sensible et d'une grande exactitude, basée sur l'utilisation de la dilution isotopique. Elle sera par la suite appliquée comme méthode de référence par l'agence pour l'analyse en spéciation du mercure dans les produits de la pêche afin de permettre une meilleure évaluation des risques encourus par le consommateur. La première partie de ce travail a porté sur l'étude du cycle biogéochimique du mercure et de l'état de l'art des diverses méthodes de préparation de l'échantillon, de séparation et de quantification du Hg dans les matrices biologiques, afin d'émettre des choix analytiques. Ainsi, les principaux composés mercuriels susceptibles d'être retrouvés dans les produits de la pêche (le méthylmercure et le mercure inorganique) ont été déterminés par couplage GC-ICP-MS et une quantification par dilution isotopique. La seconde partie des travaux a été consacrée à l'optimisation de la méthode de préparation des échantillons et de la technique de quantification. Ces travaux sur différents matériaux de référence certifiés ont montré que des modifications de la distribution naturelle de l'échantillon pouvaient survenir dès l'étape d'extraction, préconisant un marquage isotopique avant extraction solide-liquide par digiPREP des espèces mercurielles et dérivation par propylation par le tétrapropylborate de sodium et agitation rotative. Les résultats expérimentaux ont été traités par dilution isotopique simple et multiple. Les teneurs obtenues ont été similaires, pour l'ensemble des matrices analysées, montrant que peu ou pas de transformation inter-espèces surviennent au cours de la procédure analytique. Une quantification par double marquage isotopique et dilution isotopique simple a donc été conservée. L'évaluation des critères analytique a démontré que la méthode est validée pour la spéciation du mercure dans les produits de la pêche, selon les normes françaises AFNOR NF V03-110 de 1998 et de 2010. La dernière partie des travaux a porté sur l'application de la méthode validée à la spéciation du mercure dans des échantillons biologiques réels, ainsi qu'à la participation à plusieurs essais interlaboratoires d'aptitudes organisés par le CSL-FAPAS sur un échantillon de thon en conserve et par l'IRMM sur le matériau IMEP-109 de homard. / Mercury is a contaminant which is found in all compartments of the environment and to which human beings are directly exposed when eating food. Government agencies assess the safety of food products by using total mercury concentrations. However, its toxicity depends on the species absorbed (among which methylmercury is its most toxic form). Therefore, the analysis of speciation, i.e. detection and quantification of different chemical forms of this element, is of high interest. The main objective of this project was to develop and validate, under quality assurance, a sensitive and highly accurate method, based on the use of isotope dilution. This method will then be applied as a reference method by the agency for speciation analysis of mercury in seafood, in order to better assess risks to the consumer. The first part of this work focused on the biogeochemical cycle of mercury and the state of art of the various methods of sample preparation, separation and quantification of Hg in biological matrices in order to make analytical choices. Thus, mercury compounds (methyl mercury and inorganic mercury) were determined by gas chromatography (GC) coupled with an inductively coupled plasma mass spectrometer (ICP-MS) and quantified by isotope dilution. The second part of the work was dedicated to the optimization of the method of sample preparation and the quantification technique. The work was made on different certified reference materials and showed that changes of the natural distribution of the sample could occur during the extraction step. Therefore, isotopic tracers had been added to the sample before this step. Mercury species were extracted by a solid-liquid extraction by using a digiPREP and derivated by propylation using tétrapropylborate the sodium and a rotary agitation. Data were treated by simple and multiple isotope dilution. Achieved concentrations were similar for all analyzed matrices. Results showed that inter-species transformation hardly occurred during the analytical procedure. This was the reason why the use of two isotopic tracers for quantification by simple isotope dilution was kept. To end, the method was validated for the speciation of mercury in seafood, in respect with the French norms AFNOR NF V03-110 of 1998 and 2010. Finally, the work ended with the applicability of the validated method for mercury speciation analysis in real biological samples and our participation in several inter-laboratory proficiency tests organized by the CSL-FAPAS on a sample of tuna and by the IRMM on the material IMEP-109 (lobster).

L'augmentation de la production de matière plastique depuis les années 1950 combinée à une mauvaise gestion des déchets plastiques ainsi qu'aux mauvais comportements des citoyens conduit à la contamination des écosystèmes terrestres comme marins. L'ingestion par des organismes marins de particules plastiques mesurant moins de 5 mm, appelées microplastiques, a été décrite. L'objectif de ces travaux de thèse était d'évaluer le danger "microplastique" pour le consommateur de produits de la pêche. Afin de répondre à cet objectif, la sélection et la caractérisation d'une méthode permettant de digérer les tissus des produits de la pêche a été. En parallèle, une méthode de Pyrolyse-GC/MS a été optimisée afin d'identifier les microplastiques les plus petits possibles. Ses limites d'applications ont été calculées puis la méthode a été appliquée sur des microplastiques provenant de différents produits de la pêche. Ces deux méthodes ont été appliquées dans la recherche de microplastiques dans deux espèces de bivalves et trois espèces de poissons. Pour les bivalves, la contamination aux microplastiques était comprise entre 0.15 et 0.74 MP/g de chair humide alors que pour les poissons la contamination était assez faible : 0,01 MP/g de tractus gastro-intestinal et 0,001 MP/g de filet. Pour finir, une étude exploratoire de la lixiviation d'un additif plastique en utilisant un modèle de digestion in vitro a été entreprise. Globalement, ces travaux de thèse permettent de proposer des voies d'harmonisation des méthodes pour l'étude des microplastiques dans les produits de la pêche pour, in fine, évaluer le danger pour le consommateur. / Increase in plastic production since the 1950's in combination with plastic waste mismanagement lead to the presence of plastic particle in terrestrial and marine environment. Plastic particles measuring less than 5 mm, called microplastics, are ingested by a wide range of organisms. The goal of this PhD thesis was to evaluate the microplastic hazard for seafood consumers. firstly, method for digesting seafood tissue without degrading plastic polymer was selected and applications limits were determined for digestion of fish digestive tracts. Concurrently, a Pyrolysis-GC/MS method was optimized, limit of detection were determined and this method was applied on environmental samples. Both methods were used to study microplastics contamination in bivalve and fish species used for human consumption. Bivalve contamination was between 0.15 and 0.74 MP/g of tissue wet weight whereas contaminations in fish were low. Indeed, digestive tracts were contaminated by in mean 0.01 MP/g of tissue wet weight and muscles were contaminated by in mean 0.001 MP/g of tissue wet weight. Lately, leaching of a plastic additive was studied using an in vitro enzymatic model of digestion. However, such phenomenon was not highlighted. Overall, these results will help to standardize the study of microplastics in seafood products.

Les agences gouvernementales évaluent généralement les risques alimentaires liés à la présence d'arsenic dans les produits de la pêche en analysant uniquement l'arsenic élémentaire, sans prendre en compte les différentes formes en présence ni leur biodisponibilité. Le principal objectif de cette étude a été de développer et de valider une méthode permettant à l'Agence Française de Sécurité Sanitaire des Aliments (AFSSA) de proposer à ses tutelles une meilleure évaluation des risques encourus par le consommateur en déterminant la spéciation et la bioaccessibilité des différentes formes arséniées présentes dans les produits de la pêche. La première partie de ce travail a porté sur la mise au point d'une méthode de séparation des principales espèces arséniées couramment retrouvées dans les produits de la pêche par couplage entre la chromatographie d'échanges d'ions (IEC) et la détection par ICPMS. La méthodologie des plans d'expériences utilisée dans ces travaux, a permis, en un minimum d'essais, d'une part d'évaluer l'influence des différents facteurs et de leurs interactions éventuelles sur la séparation de 7 à 9 espèces arséniées et d'autre part, de déterminer les conditions analytiques optimales tout en minimisant le temps d'analyse (moins de 15 minutes), en conservant des résolutions satisfaisantes et en améliorant les sensibilités des composés considérés. La deuxième partie de ces travaux a concerné le développement de la mise en solution des espèces arséniées dans les produits de la pêche par extraction assistée par micro-ondes (MAE). L'optimisation des conditions d'extraction sur différents matériaux de référence certifiés a montré clairement qu'un solvant uniquement composé d'eau était suffisant pour obtenir des taux de récupération satisfaisants en As total et en spéciation. L'évaluation des critères analytiques a démontré que la méthode était pratiquement validée pour la spéciation de l'arsenic dans les produits de la pêche, même si la reproductibilité interne devra nécessairement être affinée en l'évaluant à plus long terme. La méthode validée a pu ensuite être appliquée à la spéciation de l'As dans des échantillons aqueux, ainsi qu'à la certification d'un échantillon de foie d'aiguillat organisée par le NRC canadien. La dernière partie de ces travaux a concerné le développement d'une méthode in vitro rapide et pragmatique d'évaluation de la bioaccessibilité maximale de l'arsenic et des formes arséniées dans les produits de la pêche, en combinant une méthode de lixiviation en continu (pour la mesure en temps réel par ICP-MS de la part d'As libérée par des fluides gastrointestinaux artificiels) et la méthode de spéciation validée. Les résultats montrent que la totalité de l'As bioaccessible (environ 50 % de l'As total présent dans les échantillons) est libérée très rapidement (en moins de 5 min) par la salive sans que rien d'autre ne soit ensuite libéré par les sucs gastrointestinaux. D'autre part, ces travaux ont mis en évidence que la bioaccessibilité des espèces arséniées inorganiques apparaît moins importante que celle des espèces organiques dans les produits de la pêche.

L'arsenic est un élément présent dans tous les compartiments de l'environnement, et les produits de la pêche représentent une source majeure d'exposition à l'arsenic par le biais de l'alimentation. Même s'il n'existe pas à ce jour de législation sur les teneurs en arsenic dans les aliments en France, les agences gouvernementales évaluent généralement les risques liés à la présence d'arsenic dans les produits de la pêche en se basant essentiellement sur la concentration totale de l'élément, sans tenir compte des différentes espèces présentes ni de leur bioaccessibilité. Par conséquent, le développement de méthodes d'analyse de spéciation revêt un intérêt particulier dans le cadre de l'évaluation des risques. La première partie de ce mémoire présente des informations générales sur les propriétés de l'arsenic, son occurrence dans les différents compartiments de l'environnement et sa toxicité, ainsi qu'une étude bibliographique des méthodes analytiques existantes pour étudier la spéciation de l'arsenic dans les matrices alimentaires, en particulier les produits de la pêche (extraction et séparation/détection). Les différentes approches pour l'évaluation de sa bioaccessibilité et de celle d'autres éléments traces métalliques d'intérêt sont également présentées. La deuxième partie de ces travaux porte sur la validation d'une méthode d'analyse de spéciation des principales espèces d'arsenic dans les produits la pêche (As(III), MA,DMA, As(V), AsB, TMAO, AsC) par couplage entre la chromatographie d'échange d'ions (IEC) et la spectrométrie de masse à plasma induit (ICP-MS) après extraction assistée par micro-ondes (MAE). L'évaluation des performances analytiques de la méthode, les contrôles qualités internes et externes mis en place et les différentes applications, en particulier les données d'occurrence des différentes espèces d'arsenic dans les produits de la pêche les plus consommés par la population française sont présentés et discutés. Dans la troisième partie, la bioaccessibilité maximale de l'arsenic et d'autres éléments d'intérêt est estimée à l'aide d'une méthode de lixiviation en ligne (impliquant la mesure en temps réel par ICP-MS de la fraction libérée par les différents fluides digestifs artificiels). La combinaison de ce procédé avec la méthode d'analyse de spéciation validée permet ainsi d'estimer la bioaccessibilité des différentes espèces d'arsenic. / Arsenic is an element present in all compartments of the environment, and seafood constitutes a major source of exposure to arsenic through human consumption. Although there is currently no legislation on arsenic in food in France, government agencies generally assess the safety of food items based solely on the total concentration of the element, without taking into account its different species or their bioaccessibility. Therefore, the development of speciation analysis methods is particularly relevant in the context of risk assessment. The first part of this thesis focuses on the properties of arsenic, its occurrence in the different compartments of the environment and its toxicity, and a literature review of existing analytical methods to study the speciation of arsenic in food matrices, especially seafood products (extraction and separation / detection). Different approaches for evaluating its bioaccessibility and that of other trace metals of interest are also presented.The second part of this work concerns the validation of a speciation analysis method for major arsenic species in seafood (As (III), MA, DMA, As (V), AsB, TMAO, AsC) by coupling ion exchange chromatography (IEC) with inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) after microwave-assisted extraction (MAE). Evaluation of the analytical performance of the method, internal and external quality controls in place and applications of the method, particularly occurrence data of arsenic species in seafood most consumed by the French population are presented and discussed. In the third part, the maximum bioaccessibility of arsenic and other elements of interest is assessed using a continuous leaching method (involving the real-time measurement by ICP-MS of the fraction released by the different artificial digestive fluids). By coupling this leaching method with the above validated speciation analysis method, the bioaccessibility of different arsenic species is also assessed.

La résistance aux antibiotiques est un enjeu de santé publique mondiale. L'alimentation est une des voies de contamination des bactéries résistantes aux antibiotiques entre l'environnement et l'Homme. Toutefois, les données concernant les bactéries résistantes aux antibiotiques dans les produits aquatiques sont rares. L'objectif de ces travaux a été d'étudier la flore bactérienne et sa résistance aux antibiotiques dans les produits de la pêche et de l'aquaculture. Dans un premier temps, la flore bactérienne mésophile cultivable a été isolée de 9 matrices différentes puis identifiée par la technique MALDI-TOF et/ou du séquençage de différents gènes de ménage. Au final, 1882 isolats bactériens ont été obtenus, et 150 espèces et 57 genres bactériens ont été identifiés. Dans un deuxième temps, nous avons étudié la résistance aux antibiotiques des genres bactériens les plus fréquemment isolés de ces produits. La résistance aux antibiotiques des genres Enterococcus, Staphylococcus, Exiguobacterium, Pseudomonas, Vibrio et Proteus a donc été étudiée. Au total, 46% des isolats étaient résistants aux antibiotiques et 3% étaient multi-résistants. Les crevettes étaient le produit dans lequel le plus de souches résistantes aux antibiotiques ont été identifiée. Et dans un troisième temps, la résistance aux antibiotiques d'une collection de souche de Vibrio parahaemolyticus, espèce bactérienne pathogène alimentaire pour l'homme, a été étudiée. Concernant V. parahaemolyticus, 15% des souches étaient résistantes et 3% des souches étaient multi-résistantes. Une souche, 16-B3PA-006, isolées de crevettes importées d'Asie du Sud-Est produisait une carbapénèmase NDM-1 et était résistante à 5 classes d'antibiotiques. / Antimicrobial resistance is a threat to global public health. Human can be contaminated by antibiotic resistant bacteria through food. However, data on antimicrobial resistant bacteria in seafood are scarce. The aim of this thesis was to study seafood bacterial flora and its antimicrobial resistance. First, mesophilic flora was obtained from 9 matrixes and MALDI-TOF and housekeeping genes sequencing technics were used to identify isolates. Antimicrobial resistance of most frequently bacteria were tested. In total, 1882 isolates were obtained and 150 bacterial species and 57 genera were identified. Enterococcus, Staphylococcus, Exiguobacterium, Pseudomonas, Vibrio and Proteus were most frequently isolated and their antimicrobial resistance was studied. Antibiotic resistant bacteria accounted for 46% of isolates and multidrug resistant bacteria accounted for 3% of isolates. Antimicrobial resistant bacteria were mostly isolated from shrimps. On a side study, antimicrobial resistance of a V.parahaemolyticus strain collection isolated from seafood was characterized. Antimicrobial resistant strains accounted for 15% and multi-drug resistant bacteria accounted for 3%. A NDM-1-producing multidrug resistant strain, 16-B3PA-006 was identified from shrimps imported from South-East Asia.

Le mercure est un contaminant présent dans l'ensemble des compartiments de l'environnement et l'homme y est directement exposé via l'alimentation. Actuellement, les organismes gouvernementaux évaluent la sécurité des produits alimentaires en se basant essentiellement sur la concentration totale de cet élément. Cependant, la toxicité du mercure dépend, entre autre, de l'espèce absorbée (dont le méthylmercure, sa forme la plus toxique). Par conséquent, l'analyse de spéciation, c'est à dire la détection et quantification des différentes formes chimiques de cet élément, présente un intérêt croissant. Le principal objectif de ce projet a donc été de développer et de valider, sous assurance qualité, une méthode sensible et d'une grande exactitude, basée sur l'utilisation de la dilution isotopique. Elle sera par la suite appliquée comme méthode de référence par l'agence pour l'analyse en spéciation du mercure dans les produits de la pêche afin de permettre une meilleure évaluation des risques encourus par le consommateur. La première partie de ce travail a porté sur l'étude du cycle biogéochimique du mercure et de l'état de l'art des diverses méthodes de préparation de l'échantillon, de séparation et de quantification du Hg dans les matrices biologiques, afin d'émettre des choix analytiques. Ainsi, les principaux composés mercuriels susceptibles d'être retrouvés dans les produits de la pêche (le méthylmercure et le mercure inorganique) ont été déterminés par couplage GC-ICP-MS et une quantification par dilution isotopique. La seconde partie des travaux a été consacrée à l'optimisation de la méthode de préparation des échantillons et de la technique de quantification. Ces travaux sur différents matériaux de référence certifiés ont montré que des modifications de la distribution naturelle de l'échantillon pouvaient survenir dès l'étape d'extraction, préconisant un marquage isotopique avant extraction solide-liquide par digiPREP des espèces mercurielles et dérivation par propylation par le tétrapropylborate de sodium et agitation rotative. Les résultats expérimentaux ont été traités par dilution isotopique simple et multiple. Les teneurs obtenues ont été similaires, pour l'ensemble des matrices analysées, montrant que peu ou pas de transformation inter-espèces surviennent au cours de la procédure analytique. Une quantification par double marquage isotopique et dilution isotopique simple a donc été conservée. L'évaluation des critères analytique a démontré que la méthode est validée pour la spéciation du mercure dans les produits de la pêche, selon les normes françaises AFNOR NF V03-110 de 1998 et de 2010. La dernière partie des travaux a porté sur l'application de la méthode validée à la spéciation du mercure dans des échantillons biologiques réels, ainsi qu'à la participation à plusieurs essais interlaboratoires d'aptitudes organisés par le CSL-FAPAS sur un échantillon de thon en conserve et par l'IRMM sur le matériau IMEP-109 de homard.

L'arsenic est un élément présent dans tous les compartiments de l'environnement, et les produits de la pêche représentent une source majeure d'exposition à l'arsenic par le biais de l'alimentation. Même s'il n'existe pas à ce jour de législation sur les teneurs en arsenic dans les aliments en France, les agences gouvernementales évaluent généralement les risques liés à la présence d'arsenic dans les produits de la pêche en se basant essentiellement sur la concentration totale de l'élément, sans tenir compte des différentes espèces présentes ni de leur bioaccessibilité. Par conséquent, le développement de méthodes d'analyse de spéciation revêt un intérêt particulier dans le cadre de l'évaluation des risques. La première partie de ce mémoire présente des informations générales sur les propriétés de l'arsenic, son occurrence dans les différents compartiments de l'environnement et sa toxicité, ainsi qu'une étude bibliographique des méthodes analytiques existantes pour étudier la spéciation de l'arsenic dans les matrices alimentaires, en particulier les produits de la pêche (extraction et séparation/détection). Les différentes approches pour l'évaluation de sa bioaccessibilité et de celle d'autres éléments traces métalliques d'intérêt sont également présentées. La deuxième partie de ces travaux porte sur la validation d'une méthode d'analyse de spéciation des principales espèces d'arsenic dans les produits la pêche (As(III), MA,DMA, As(V), AsB, TMAO, AsC) par couplage entre la chromatographie d'échange d'ions (IEC) et la spectrométrie de masse à plasma induit (ICP-MS) après extraction assistée par micro-ondes (MAE). L'évaluation des performances analytiques de la méthode, les contrôles qualités internes et externes mis en place et les différentes applications, en particulier les données d'occurrence des différentes espèces d'arsenic dans les produits de la pêche les plus consommés par la population française sont présentés et discutés. Dans la troisième partie, la bioaccessibilité maximale de l'arsenic et d'autres éléments d'intérêt est estimée à l'aide d'une méthode de lixiviation en ligne (impliquant la mesure en temps réel par ICP-MS de la fraction libérée par les différents fluides digestifs artificiels). La combinaison de ce procédé avec la méthode d'analyse de spéciation validée permet ainsi d'estimer la bioaccessibilité des différentes espèces d'arsenic.