Les tanins condensés et les pigments polymérisés sont deux grandes familles de macromolécules qui jouent des rôles importants sur la qualité organoleptique du vin rouge. Leurs structures oligo-polymériques ainsi que leurs évolutions durant le vieillissement du vin rouge sont mal connues. L’objectif de cette étude est d’approfondir notre connaissance sur leurs structures et leurs évolutions durant le vieillissement. Durant ce travail, nous avons caractérisé, pour la première fois dans le règne végétal, une nouvelle sous-famille de tanins condensés nommés : les tanins condensés couronnes, qui ont des propriétés spécifiques. Ils sont plus polaires que des tanins condensés de type B. Durant le vieillissement, les concentrations des tanins de type B diminuent alors que celles des tanins couronnes restent plutôt stables. Leurs concentrations sont plus élevées dans les vins issus de cépage Syrah que dans les vins issus de cépage Cabernet Sauvignon et Merlot. Au niveau sensoriel, une forte corrélation entre la concentration des tanins couronnes et l’intensité d’astringence ressentie par les dégustateurs a été montrée. Un premier test d’activité biologique du tétramère couronne montre une activité inhibitrice intéressante de l’agrégation du peptide β-amyloïde impliquée dans la maladie d’Alzheimer. En même temps, une nouvelle méthode de quantification des tanins condensés liés par pont éthylidène via un marqueur spécifique en utilisant une détection par fluorescence a été développée. Concernant les pigments polymérisés avec différents types de liaisons inter-flavonoïdes, leurs mécanismes de dépolymérisation chimique en milieu acide ont été clarifiés et une méthode de quantification sur un système UPLC-Q-TOF a été développée. Les pigments oligo-/polymériques contribuent plus à la couleur du vin vieux que les pigments mono-/dimériques. La concentration des structures oligo-polymériques ayant des liaisons de type A est plus stable que celle des pigments polymérisés par des liaisons de type B ou par le pont éthylidène durant le vieillissement du vin. De plus, durant nos investigations sur les pigments polymérisés, les structures de type A-F(type A)-F(n) et de type F(n)-A-F(type A) ainsi que les formes acétylées d’anthocyane trimère et les formes acétylées des anthocyanes dimères liées par pont éthylidène ont été montrées pour la première fois. / Condensed tannins and polymeric pigments are two families of macromolecules which play important roles on the organoleptic quality of red wine. Their oligo-polymeric structures and their evolutions during red wine aging are poorly known. The objective of this study is to deepen our knowledge of their structures and their evolutions during red wine aging. During our work, we characterized, for the first time in plant kingdom, a new family of condensed tannins named : crown condensed tannins, which have specific properties. They are more polar than B-type tannins. During red wine aging, the concentration of B-type tannins decreased while the crown tannins remained stable. Their concentrations are higher in Syrah wines than in wines made from Cabernet Sauvignon and Merlot grapes. From a sensory point of view, a strong correlation between the concentration of crown tannins and the intensity of astringency rated by the tasters was obtained. The first biologic activity assay of the crown tetramer showed an interesting inhibitory activity on aggregation of β-amyloid peptide involved in Alzheimer's disease. At the same time, a new quantification method of ethylidene bridge linked condensed tannins via a specific marker using fluorescence detection has been developed. Concerning polymeric pigments with different types of inter-flavonoids linkages, their acidic depolymerization mechanisms have been clarified for the first time and a quantification method using a UPLC-Q-TOF system has been developed. Oligo-/polymeric pigments contributed more to the color of old wine than mono-/dimeric pigments. The concentration of the pigmented oligo-polymers with A type linkages is more stable than that of polymeric pigments by B-type linkages or by ethylidene bridge during red wine aging. In addition, during our study of polymeric pigments, A-F(A type)-F(n) and F(n)-A-F(A type) structures as well as the acetylated form of trimeric anthocyanin and acetylated forms of dimeric anthocyanin linked by ethylidene bridge have been shown for the first time.

Les nématodes gastrointestinaux (NGIs) représentent une contrainte majeure en élevage des ruminants. Jusqu’à présent, la maîtrise de ces parasitoses a reposé essentiellement sur l’emploi répété de traitements anthelminthiques (AH) de synthèse. Cependant, le développement constant de résistances aux AH dans les populations de nématodes chez les petits ruminants conduit à rechercher des méthodes alternatives ou complémentaires de lutte contre ces parasitoses. Au cours des deux dernières décennies, les données se sont accumulées montrant que certaines plantes étaient dotées de propriétés anthelminthiques, ce qui a été associé à la présence de tannins condensés (TCs) et de flavonoïdes. Ces ressources contenant des TCs, exploitées comme nutricaments, représentent donc une alternative attractive à la chimiothérapie, en combinant des effets bénéfique sur la santé et la nutrition des ruminants. Toutefois, une des difficultés à résoudre, pour un usage pertinent de ces nutricaments, est de comprendre l’origine de la variabilité des résultats observés dans l’activité AH. A côté de facteurs quantitatifs, la qualité (la structure) des TC semble également jouer un rôle dans les propriétés antiparasitaires mais ce facteur demeure peu exploré. En utilisant Haemonchus contortus comme modèle expérimental de nématode et le sainfoin (Onobrychis viciifolia) comme modèle de plantes contenant des tannins, l’objectif général de cette thèse a été de mieux comprendre les relations structure/activité des TCs. Les objectifs spécifiques des diverses études menées ont été 1) d’ examiner in vitro (par la méthode LEIA) l’activité AH de 36 fractions purifiées de TCs présentant une large diversité de caractéristiques structurelles [ex: la taille (mDP), les proportions prodelphinidols /procyanidols (PD/PC) et trans/cis ], et 2) le rôle possible d’interactions entre tannins et flavonoïdes, 3) d’ évaluer et comparer in vivo chez des agneaux, les conséquences sur les populations de vers et sur la résilience de l’hôte de la distribution de 2 ressources contenant des TCs de qualité contrastée pour les valeurs PD/PC [fort PD/PC, sainfoin (O. viciifolia); bas PD/PC, pellicules de noisettes (Corylus avellana)], 4) d’ examiner si les résultats varient en fonction de l’espèce et de la localisation des parasites (abomasum, H. contortus vs intestin grêle, Trichostrongylus colubriformis), 5) d’évaluer les concentrations, la qualité et la bio-disponibilité des TCs le long du tube digestif chez les ovins. Les résultats acquis ont montré: 1) des relations in vitro entre certaines caractéristiques des TCs et l’activité AH : un rapport élevé PD/PC pour les 2 espèces de nématodes auquel s’ajoute un rôle de la taille des tanins (mDP) pour H. contortus sont les facteurs identifiés. De manière générale, H. contortus s’est avéré plus sensible (valeurs EC50 plus faibles) aux effets des diverses ressources que T. colubriformis. Des synergies d’effets AH ont été observés entre tannins et flavonoides (quercétine et lutéoline), tout particulièrement dans le cas de TCs avec un faible rapport PD/PC. Dans l’étude in vivo, les agneaux consommant du sainfoin ont montré des effets AHs et une amélioration de la résilience de l’hôte alors que les effets de la noisette ont été beaucoup plus discrets. Les analyses menées sur les contenus des divers organes digestifs et les fèces, pour les deux types de ressources ont montré de fortes réductions de TCs détectés par rapport aux teneurs initiales dans la ration alors que les caractéristiques de structure étaient globalement préservées au long du tube digestif. En conclusion, le rôle de la qualité (structure) des TCs dans l’activité AH a été confirmé à la fois par les études in vitro et in vivo. Ces résultats suggèrent l’importance de prendre en compte ces facteurs dans la recherche de ressources pouvant être exploitées comme futurs nutricaments chez les ruminants. / Gastrointestinal nematodes (GINs) represent a major threat for the breeding and production of grazing ruminants. So far, their control has been based mainly on the repeated use of synthetic AH drugs. However, worm populations in small ruminants have consistently developed resistance against all AH drugs. In the search for alternative solutions to such drug treatments, the last two decades have provided evidence that some plants possess natural AH bioactivity. This has been related to the presence of condensed tannins (CTs) and flavonoids. Therefore, CT-containing resources represent a promising alternative to chemotherapy especially when used as nutraceuticals that combine beneficial effects on health and nutrition in small and large ruminants. However, one of the main constraint to use these nutraceuticals relates to the variations in AH results. The structural features (quality) that contribute to the AH activities of CTs remain elusive. By using the GIN Haemonchus contortus as a experimental model of nematode and Onobrychis viciifolia as a model of CT-containing plant, the general aim of this PhD was to better understand the structure/activity relationship of CT. The specific objectives were i) to examine in vitro (LEIA) the AH activity of 36 purified CT fractions with a wide range of structural features [i.e. size (mDP), prodelphinidin/procyanidin (PD/PC) and trans/cis ratios], and ii) the possible role of interactions between tannins and flavonoids, iii) to evaluate in vivo the AH activity and host resilience of two CT-resources with contrasting PD/PC ratios (i.e. high PD/PC, O. viciifolia; low PD/PC, Corylus avellana), iv) to examine whether these results vary depending on the parasites species (abomasal, H. contortus vs intestinal, Trichostrongylus colubriformis), v) to examine the CT availability (quantity and quality) along the digestive tract in sheep. In regard of CT features and AH activity, in vitro correlations were observed between AH activity and high PD/PC for both species. mDP was an additional criteria for H. contortus. Lower EC50 values were assessed for H. contortus. Synergistic AH effects were observed between CT and flavonoids (quercetin and lutein), and they were higher with fractions of low PD/PC ratios. In vivo, the lambs consuming sainfoin pellets showed consistently higher AH effects and improvement in the host’s resilience. Analyses of digesta samples and faeces, for both diets showed large reduction of detected CT related to the feed, whereas the CT structures seem preserved along the gut. In our studies, the role of CT structural features in the AH activity was observed both in vitro and in vivo. These results confirmed the influence of CT quality in the AH effects, and underline the relevance of taking these factors into account when screening CT resources as potential nutraceuticals in small ruminants.

Cette étude a deux objectifs principaux : l’extraction de tanins condensés d’écorces de pin maritime et la formulation de colles tanin-lignosulfonate. Deux méthodes d’extraction ont été étudiées. La première est une extraction à l’eau chaude ; c’est une technique simple, peu coûteuse, sans solvant. La deuxième est une extraction assistée par micro-ondes ; c’est une technique innovante, rapide et peu consommatrice en solvant. L’optimisation des conditions d’extraction à l’eau chaude a été réalisée. Les extraits ont été caractérisés par des dosages colorimétriques, leur réactivité au formaldéhyde, par infrarouge à transformée de Fourier (IRTF), par chromatographie en phase liquide à haute pression, par 1H RMN et 2D HSQC RMN. L’impact de la granulométrie sur l’extraction de polyphénols et particulièrement de tanins condensés par extraction assistée par micro-ondes a été étudié pour la première fois. Les deux types d’extraction ont été comparés. L’extraction assistée par micro-ondes a un rendement en extractibles inférieur à l’extraction à l’eau chaude. Mais elle extrait plus de tanins condensés, de flavonoïdes simples et plus de sucres. Quelle que soit la méthode d’extraction, les tanins condensés majoriatires extraits de l’écorce de pin maritime sont de la catéchine, de l’épicatéchine, de l’épicatéchine gallate et de l’épigallocatéchine. Des colles tanin-lignosulfonate ont été produites en utilisant l’héxaméthylènetetramine comme durcisseur. Dans un premier temps, des tanins de mimosa ont été utilisés avec des lignosulfonates de sodium et des lignosulfonates d’ammonium. Les lignosulfonates ont subi deux traitements au glyoxal qui ont été comparés par analyse thermogravimétrique (ATG), par calorimétrie différentielle à balayage (DSC), par les propriétés thermiques et mécaniques de colles et de panneaux de particules avec des lignosulfonates ayant subi les deux traitements ont également été étudiées. L’optimisation du ratio tanin de mimosa-lignosulfonate glyoxalé a été menée et les propriétés thermiques des colles mesurées. L’optimisation des conditions de pressage de panneaux de particules a été réalisée. Des panneaux de particules avec de bonnes performances mécaniques ont été fabriqués. Des colles à base de tanins d’écorce de pin maritime et de lignosulfonates ont été réalisées avec 40% de tanins et 60% de lignosulfonates. Ces colles ont été caractérisées par IRTF, analyse thermomécanique, ATG et DSC. Ces colles sont rentrées dans la fabrication de panneaux de particules. Les émissions de formaldéhyde et la cohésion interne des panneaux ont été mesurées et comparées à des panneaux encollés avec une colle tanin de mimosa-lignosulfonate et une résine urée-formaldéhyde. Grâce à ces résultats, il a été possible de montrer que les panneaux de particules fabriqués à partir de colles bio-sourcées n’émettaient pas de formaldéhyde. / This study has two main objectives: the extraction of condensed tannins from maritime pine bark and the preparation of tannin-lignosulfonate adhesives. Two extraction methods were studied. The first is hot water extraction which is a simple, cheap method without the use of an organic solvent. The second is microwave-assisted extraction which is a fast, innovative method using only a small amount of solvent. Optimum extraction conditions were determined for hot water extraction. The extracts were characterised by their reaction to formaldehyde and by using colorimetric tests, Fourier Transformed Infrared spectroscopy (FTIR), high pressure liquid chromatography, 1H NMR and heteronuclear single quantum correlation 2D NMR.. The two types of extraction were compared. It was found that microwave-assisted extraction produced a lower yield of extractibles than the hot water method but that it produced more condensed tannins, simple flavonoids and sugars. The condensed tannins extracted from maritime pine bark are catechin, epicatechin, epicatechin gallate and epigallocatechin, whatever the extraction method used. Tannin-lignosulfonate adhesives were produced using hexamethylenetetramine as a hardener. First, mimosa tannins were used with sodium lignosulfonates and ammonium lignosulfonates. The lignosulfonates underwent two glyoxal treatments which were compared using thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), and by determining the thermal and mechanical properties of the adhesives and of the particle boards made using the lignosulfonates resulting from the two treatments. The optimum mimosa tannin-glyoxalated lignosulfonate ratio was determined and the thermal properties of the adhesives were measured. The optimum conditions of pressing the particle boards were determined. Particle boards which recorded a good mechanical performance were produced. Adhesives using maritime pine bark tannins and lignosulfonates were prepared with 40% tannins and 60% lignosulfonates. These adhesives were characterised using FTIR, thermomechanical analysis, TGA and DSC. These adhesives were used to produce particle boards. The emission of formaldehyde and the internal bond of the boards were measured and compared to those of boards made with a mimosa tannin-lignosulfonate adhesive and to those of boards made with a urea-formaldehyde resin. Thanks to these results, we were able to produce particleboards with bio-based adhesives that didn’t emit formaldehyde.

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Cette étude présente une dimension économique, sociale et environnementale très importante. Elle rentre dans le cadre du projet Franco-Marocain PHC Toubkal (Ecopama, Volubilis 2012). Son objectif majeur est de valoriser les écorces Marocaine d’Acacia mollissima par une extraction verte permettant l’obtention des produits réactifs, des tanins condensés, qui seront utilisés dans le collage des panneaux de contreplaqués. Trois méthodes d’extraction ont été étudiées. Deux sont conventionnelles, une macération et une infusion ; ces deux techniques d’extraction sont simples, peu coûteuses. La troisième est une extraction assistée par micro-ondes ; c’est une technique innovante, rapide et peu consommatrice en solvant. La méthodologie des plans d’expériences est utilisée dans cette étude pour déterminer les facteurs les plus significatifs pour l’amélioration du rendement d’extraction des tanins condensés, optimiser les conditions d’extractions, réduire la proportion de solvant utilisé ainsi que le temps d’extraction. L’impact des conditions d’extraction et des méthodes d’extraction sur la teneur des tanins condensés sont étudiés pour la première fois pour les écorces d’Acacia mollissima du Maroc. Les extraits ont été caractérisés par des dosages colorimétriques, par des analyses structurales et thermiques. Les trois méthodes d’extraction ont été comparées. La teneur des extractibles est affectée par la proportion de solvant utilisé et le temps d’extraction. L’extraction assistée par micro-onde présente des teneurs en tanins condensés supérieure à l’extraction par des méthodes conventionnelles mais la teneur en sucre extraits est aussi élevée. Des formulations de colles à base de tanin et de lignosulfonate ont été élaborées en utilisant l’hexamine comme durcisseur. La colle biosourcée et ses constituants ont été caractérisés par analyse thermogravimétrique (ATG), et par calorimétrie différentielle à balayage (DSC). Les propriétés thermomécaniques et mécaniques des colles élaborées sont évaluées. L’optimisation des conditions de pressage des panneaux de contreplaqués, ainsi que le ratio tanin-lignosulfonate glyoxalé, ont été réalisées. La résistance des panneaux à l’eau froide et chaude est améliorée par l’addition de la résine époxy aux formulations de colle. Les propriétés mécaniques des panneaux de contreplaqués encollés ont été évalués par des tests normatifs et ont été comparés à celle des résines synthétiques commerciales (urée formaldéhyde et phénol formaldéhyde). La qualité de collage des panneaux élaborés a été évaluée. Les différentes colles présentent des caractéristiques physiques et thermiques satisfaisantes et acceptables pour les industries de collage des panneaux de bois. Des panneaux de contreplaqués avec de bonnes performances mécaniques et une excellente résistance à l’eau froide et bouillante ont été fabriqués. Ces colles présentent une qualité de collage qui se rapproche de celle des résines phénol-formaldéhyde, et peuvent être utilisées avec succès, pour une application industrielle des panneaux de contreplaqués, en milieu sec, humide et extérieur. / This study has an important economical, social and environmental dimension. It was conducted within the framework Franco-Moroccan PHC Toubkal "Ecopama, Volubilis 2012". The desire to enhance Moroccan bark of Acacia mollissima by the use of green extraction and also to obtain reagent products, condensed tannins, was the main objective of this study. These tannins will be used in the bonding of plywood panels. Three extraction methods were studied. Two are conventional, maceration and infusion; witch is simple and cheap extraction method. The third is microwave assisted extraction which is a fast, innovative method using a small amount of solvent. The experimental design methodology was used to identify the significant factors to improve yield extraction of condensed tannins, to optimize extraction process, to reduce solvent proportion and time extraction. The impact of extraction conditions and extraction process were studied for the first time on condensed tannins contents extracted from Moroccan bark of Acacia mollissima. The extracts were characterized using colorimetric assays, structural and thermal analysis.The three types of extraction were compared. The extractibles contents were affected by solvent proportion and also time extraction. Microwave assisted extraction produced a higher condensed tannins than the conventional method but in the other hand the sugars extracted is more important. Tannin-lignosulfonate adhesives were produced using hexamine as a hardener. The biobased adhesive formulations and their compounds were compared using thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC) and by determining the thermal and mechanical proprieties of the adhesives. Optimal tannin-glyoxalated lignosulfonates ratio and pressing conditions of plywood panels were measured. The resistance of plywood panels to the cold and hot water was improved by the addition of epoxy resin in adhesive formulations. Mechanical properties of plywood panels made with tannin-lignosulfonates-epoxy adhesives were evaluated using normative standard and compared to those of panels made with a commercial resins (urea formaldehyde and phenol formaldehyde). The bonding quality of plywood panels elaborated was evaluated. The various adhesives elaborated have satisfactory and acceptable physical and thermal characteristics for bonding panels used in wood industries. Plywood panels with good mechanical performance, good resistance to cold water and to boiling water, were produced. The bonding quality of the adhesives elaborated in laboratory scale presented approximate proprieties than the phenol-formaldehyde resins which can use with successfully in dry, wet and exterior industrial application of plywood panels.

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