Certains microorganismes qui coexistent sur la vigne, peuvent avoir des effets bénéfiques sur la qualité du vin alors que d'autres peuvent être à l'origine de déviations organoleptiques. Dans la dernière décennie, dans diverses régions viticoles de France, plusieurs odeurs de moisi ou de terre ont été mises en évidence. La (-)-géosmine a été considérée comme étant le principal composé responsable de ce défaut. Des moisissures comme Botrytis cinerea et d'autres appartenant au genre Penicillium ont été souvent isolées à partir des raisins présentant l'odeur " moisi-terreuse ". Les effets de cette molécule sur la qualité des vins a motivé notre étude sur la caractérisation des moisissures responsables de ce défaut organoleptique. A partir d'échantillons prélevés en 2007 en Bourgogne, on a identifié, par des méthodes morphologiques et moléculaires, les moisissures présentes sur les raisins, Une souche de Penicilium expansum (25.03) et deux souches de Botrytis cinerea (BC1 et BC2) ont été sélectionnées. Sur baies de raisin, la validation d'un modèle prédictif des effets combinés de la température et de l'activité de l'eau, sur la croissance des champignons, a pu être mise en oeuvre. Elle a montré, sur de larges gammes de T°C et d'aw, que les modèles cardinaux avec inflexion peuvent être validés sur les produits agro-alimentaires en utilisant le gamma concept. L'étude de l'effet du cuivre sur le taux de croissance radiale et le temps de latence des moisissures, a été entreprise afin de mieux comprendre les mécanismes de résistance au cuivre des champignons et d'en déduire des résultats pour une meilleure efficacité des fongicides. Les moisissures testées ont montré une grande tolérance au cuivre, jusqu'à 4,7 mM pour P. expansum et jusqu'à 8, 2 mM et 7,3 mM respectivement pour B. cinerea, BC1 et BC2. L'étude des effets combinés des facteurs environnementaux et nutritionnels (T°C, CO2; Cu+2) sur la production de géosmine par P. expansum, a conduit à définir les conditions minimisant la production de géosmine. Ainsi, on a pu déterminer que le cuivre (composant actif de nombreux fongicides) est un facteur clé dans la production de géosmine par P. expansum.

Ces travaux de thèse avaient pour but de formuler, de caractériser et de valider un pain élaboré à partir de farines sélectionnées pour améliorer son pouvoir satiétogène. Fort est de constater que depuis plusieurs décennies, la prévalence du surpoids et de l'obésité est croissante. Les risques liés à l'obésité ont un impact sur l'espérance de vie qui stagne dans certains pays développés. Pour lutter contre cette pandémie, la consommation de fibres alimentaires semblerait avoir un effet positif sur la diminution de la sensation de faim, sur la diminution des prises caloriques ainsi que sur la diminution du poids chez des personnes obèses. Ainsi, ce travail de thèse a d'abord consisté à formuler deux pains expérimentaux enrichis en fibres : un pain typé " pain complet " (PF1) et un pain typé " pain aux céréales ". (PF2) Afin de valider les effets de ces pains sur l'organisme, deux types d'études ont été menés : des études à court terme et des études à long terme. Deux études ont été réalisées à court terme. La première étude a montré que le pain le plus enrichi en fibres était considéré comme plus rassasiant qu'un pain de mie blanc, et les participants diminuaient les quantités consommées pour ce type de pain. La deuxième étude a montré que la réapparition de la faim était plus lente pour le pain le plus riche en fibres. Enfin, une étude à long terme menée auprès de participants normopondéraux consistait à proposer une quantité fixe et importante des pains PF1 et PF2 au petit-déjeuner. Au bout de 15 jours d'exposition, les participants déclaraient avoir moins faim suite à la consommation de ces pains enrichis en fibres. De plus, pour le pain PF1, les participants diminuaient leur prise calorique comparativement à une situation contrôle. Au final, l'ensemble de ces études a permis de cibler un pain expérimental et un paradigme à suivre pour une étude menée auprès de participants en surpoids et obèses dans le cadre d'un régime amaigrissant, pour améliorer le bien-être lié au vécu de ce régime.

Les amines biogènes sont des composés allergènes, notamment rencontrés dans les produits fermentés tel que le vin. Les bactéries lactiques du vin, dont Oenococcus oeni, le principal acteur de la fermentation malolactique, sont capables de produire ces molécules, à partir de précurseurs azotés. Afin de réduire la teneur en amines biogènes, il est nécessaire de comprendre le rôle de cette production, chez les souches impliquées dans la synthèse de ces métabolites. Le projet européen BiamFood FP7 (n°211441) a été mis en place pour répondre à cette problématique. Au cours de mon travail de thèse, des outils moléculaires ont été développés afin de muter de manière ciblée les gènes de O. oeni et d'exprimer des gènes d'intérêt. Ainsi, les clusters hdc de Lactobacillus hilgardii et odc de O. oeni, responsables respectivement de la synthèse de l'histamine et de la putrescine, ont été clonés dans le vecteur pGID052 et transférés dans la souche de laboratoire O. oeni ATCC BAA-1163, déficiente pour la production d'amines biogènes. Cette stratégie n'ayant pas donnée lieu à la production d'amine biogène, mon travail de recherche s'est orienté vers la caractérisation biochimique de l'ornithine décarboxylase de O. oeni. L'ornithine décarboxylase de O. oeni BR14/97 a été sur-produite chez E. coli via le système pET. Après purification de l'enzyme, le pH optimal et la température optimale de fonctionnement, 5,5 et 35°C respectivement, ont été caractérisés. Les constantes cinétiques Km = 1 mM et Vmax = 0,57 U. mg-1 ont également été déterminées en mesurant la putrescine produite par HPLC (Gomez-Alonso et al, 2007). De plus, l'ODC de O. oeni BR14/97 est spécifique de la L-ornithine et ne peut pas dégrader la L-lysine en cadavérine, ce qui implique la présence d'une voie métabolique propre à la production de cadavérine chez cette souche. Dans un second axe du projet, l'influence de la source azotée et notamment des peptides versus acides aminés libres, a été étudiée chez une souche de Lactobacillus plantarum, isolée du vin et productrice de tyramine. Les peptides contenant de la tyrosine, sont utilisés par cette souche pour former de la tyramine. La production augmente en phase stationnaire de croissance, et est corrélée à l'expression du transporteur tyrP. L'analyse de la tyrosine présente dans le milieu de culture montre que ces peptides seraient dégradés dans le milieu extracellulaire chez L. plantarum.

L'état Viable Non Cultivable (VNC) a été observé et décrit chez de nombreuses espèces bactériennes. Mais cet état métabolique a également été suggéré chez certaines cellules eucaryotes, et notamment chez les levures du vin comme Brettanomyces. L'état VNC chez cette levure a donc été étudié afin d'en déterminer les conditions d'entrée et de sortie, ainsi que les modifications morphologiques et métaboliques associées à cet état VNC. Une addition de sulfite (0,8 mg/L de SO2 moléculaire) induit un état VNC chez Brettanomyces, et une inactivation de ce sulfite par modification du pH du milieu permet une sortie de l'état VNC de la levure par un regain de cultivabilité. Dans les conditions VNC, la taille moyenne des cellules de Brettanomyces a été déterminée comme diminuée de 22% comparée à leur taille en condition contrôle. Ensuite, la capacité des cellules à produire des phénols volatils, éléments de contamination des vins, est conservée même lorsque les cellules sont en état Viable Non Cultivable. De plus, l'étude comparative des protéomes entre cellules de Brettanomyces témoin et cellules en état VNC montre une modification du métabolisme avec une diminution de la synthèse d'ATP compensée par une augmentation des protéines impliquées dans d'autres voies métaboliques de production d'énergie. Cette étude met donc en évidence pour la première fois l'existence de l'état VNC chez une espèce eucaryote et montre des points communs avec l'état VNC chez les cellules procaryotes. L'existence de cet état VNC chez Brettanomyces peut également engendrer des erreurs de détection. Un nouvel outil de détection par hybridation in situ et lecture par cytométrie en flux a donc été mis en place. Cette méthode permet ainsi la mise en évidence des cellules de Brettanomyces présentes en vin de façon efficace et rapide.

Les multicouches de polyélectrolytes, systèmes auto-assemblés par adsorptions successives de polycations et polyanions, peinent à trouver des applications concrètes en raison de leur fragilité mécanique et du temps nécessaire à leur assemblage. Pour améliorer leur tenue mécanique, nous avons développé une méthode d'assemblage couche-par-couche par liaisons covalentes de films polymères. Des films formés de polymères portant des groupements alcynes et azides ont ainsi été réticulés par une réaction click catalysée par les ions Cu+ obtenus par voie électrochimique. Pour améliorer le mode d'assemblage, l'auto-construction en une seule étape de films par approche morphogénique, a été développée. Cette approche, confinée à la surface et caractérisée par la présence en solution de l'ensemble des constituants, marque une rupture. Elle permet ainsi un contrôle spatial de l'assemblage des films et la combinaison de plusieurs modes d'interactions pendant leur assemblage. Des films dont la cohésion repose sur des interactions covalentes, hôtes-invités et supramoléculaires, ont ainsi été assemblés. L'introduction de nanoparticules métalliques dans les films (multicouches et auto-construits) a également été effectuée dans le but de développer des électrodes de grande surface spécifique.

Ce travail concerne le développement d'un système de vectorisation nanoparticulaire pour l'interférence ARN, constituant une nouvelle proposition thérapeutique applicable à des pathologies virales ou tumorales, et possiblement complémentaire aux traitements existants. La vectorisation de siRNA est ici basée sur l'enrobage multicouche de nanoparticules de phosphate de calcium, la multicouche étant constituée de dépôts alternés de PEI modifié et de siRNA. Ce système permet d'obtenir une efficacité de transfection des cellulaires cibles supérieure à celle des procédés conventionnels et une rémanence fonctionnelle in vitro jusqu'à neuf jours. Les résultats d'interférence ARN obtenus ont permis notamment d'inhiber l'infection par le virus de l'hépatite C jusqu'à 99,95%, l'inhibition de l'expression d'une protéine intrinsèque jusqu'à90,5%, et le ralentissement de la croissance cellulaire dans un modèle 3D mimant une tumeur hépatique jusqu'à 46,5%. Ces nanoparticules pourraient présenter un intérêt majeur, en offrant une action à long terme et en résolvant la plupart des difficultés rencontrées en utilisant des siRNA en thérapie.

Le but de cette thèse était d'élaborer et d'étudier des films minces hybrides orientés et nanostructurés composés d'un polymère semi-conducteur, le poly(3-hexylthiophène) regiorégulier (P3HT) et de nanocristaux semiconducteurs de CdSe (sphères, bâtonnets). Pour cela, deux méthodes ont été mises en œuvre: la croissance épitaxiale directionnelle et le brossage mécanique. Les films de P3HT purs épitaxiés et brossés se différencient en termes de nanomorphologie, d'ordre cristallin et de structure. Les premiers présentent une morphologie lamellaire et une structure de fibre où les chaînes conjuguées sont alignées suivant l'axe de fibre. Les films brossés ne présentent pas de structure lamellaire et les domaines cristallins sont orientés préférentiellement "flat-on". Ces différences se reflètent dans les propriétés optiques des films épitaxiés et brossés. Le degré d'orientation des films brossés dépend fortement du poids moléculaire et une forte anisotropie du transport de charges a été observée. Les films hybrides épitaxiés sont nanostructurés avec localisation des nanocristaux dans les zones amorphes du P3HT. Par ailleurs, l'analyse par tomographie électronique de ces films montre une structure en bicouche avec une couche hybride surmontée d'une couche de P3HT pur. Les films hybrides brossés montrent clairement un alignement des nanobâtonnets de CdSe et des chaînes du P3HT parallèlement à l'axe du brossage. Les degrés d'orientation du P3HT et des nanobâtonnets sont corrélés et dépendent de la proportion en nanoparticules indiquant que c'est la matrice polymère qui induit l'orientation des nanobâtonnets.

Ces travaux portent principalement sur l'étude de trois plantes tinctoriales : la garance, le nerprun et la gaude. Ces végétaux ont fait l'objet de nombreuses cultures en Provence et constituaient la principale matière première en colorants rouges et jaunes pour les teinturiers et les artistes. Une optimisation des conditions d'extraction des colorants de la garance assistée par ultrasons a été effectuée en utilisant un modèle statistique. Ce procédé d'extraction simple, rapide et efficace, a été comparé à deux autres techniques utilisées conventionnellement. Une étude cytohistologique des racines de garance a permis d'examiner les effets apportés par les différents procédés d'extraction. Les cellules traduisent après extraction par ultrasons, de profondes déstructurations fournissant une explication au plus important rendement en colorant extraits en comparaison aux extractions classiques. Une étude fondamentale sur l'identification des colorants extraits à partir des fruits immatures d'espèces appartenant au genre Rhamnus a été effectuée. Une approche chromatographique utilisant la CLHP/UVVisible/ SM a permis d'identifier la partie flavonol. Elle présente principalement des composés glycosylés dont la partie rhamninoside est liée sur le flavonol en position 3 ou 4'. Des flavonols 3-O-acétyl-rhamninoside ont également été caractérisés et sont spécifiques de Rh. saxatilis. Les fruits matures renferment aussi des anthraquinones qui ont été séparées des flavonols et concentrées en utilisant l'Extraction sur Phase Solide (SPE). Après analyse par RMN, des dérivés rhamnoside et arabinoside acétylés de l'émodine, jamais décrits dans la littérature, ont été identifiés dont le 6-O-(3',4' diacétyl)-arabinopyranoside d'émodine et 6-O-(2',3',4'-triacétyl)- arabinopyranoside d'émodine présents seulement dans Rh. alaternus. Les colorants jaunes de la gaude (Reseda luteola) ont été analysés par électrophorèse capillaire. En comparaison avec la CLHP, un gain important de la durée d'analyse a été observé tout en conservant une séparation convenable. L'ensemble de ces résultats expérimentaux a pu être appliqué avec succès à l'étude de colorants extraits à partir d'objets et d'échantillons historiques provenant de collections muséales et comprenant notamment des indiennes du XIXème siècle. Enfin, des essais de teintures ont été réalisés, en collaboration avec la société Les Olivades dans le but de développer une gamme de tissus à base de colorants naturels

La décontamination microbienne est sujet majeur de préoccupation du secteur agroalimentaire. Des nouvelles technologies physiques de décontamination, dites athermiques, sont d'un emploi croissant. La Lumière Pulsée, utilisée pour décontaminer les surfaces et les liquides clairs, en fait partie. Elle utilise des flashes de lumière blanche riches en UV, et délivrés en moins d'une milliseconde. La plupart des traitements par lumière pulsée sont définis dans la littérature par des paramètres spécifiques à l'équipement utilisé. Le but de cette étude a été dans un premier temps de caractériser le traitement par lumière pulsée par les grandeurs physiques appropriées (fluence, tension aux bornes de la lampe, etc...), en reliant une dose de lumière à niveau de décontamination microbienne. L'équipement pilote de la société CLARANOR a révélé des réduction logarithmiques allant jusqu'à plus de 5 unités sur des spores de B. subtilis, et de plusieurs autres espèces de bactéries sporulées, avec des fluences inférieures à 1,5 J/cm², appliquée en un seul flash La mise au point d'une méthode d'inoculation par spray à permis d'évaluer l'efficacité décontaminante de la lumière sur différentes surfaces, y compris des hydrophobes, par pulvérisation des microorganismes en couches formées d'une seule épaisseur de cellules. L'application de la technologie sur des surfaces inertes comme le polystyrène a montré une décontamination notamment sur des spores de B. subtilis, et d'A. niger, supérieures à 4 cycles logarithmiques en utilisant des fluences inférieures à 1 J/cm². L'influence des facteurs liés au système d'éclairage a montré une importance capitale des longueurs d'onde UV, mais ne permettent pas de réduire l'efficacité à la seule action de la dose UV-C. L'efficacité de la technologie a permis de réaliser une étude concernant la décontamination de sirop de sucre dans une optique d'application industrielle. Une réduction supérieure à 3 cycles logarithmiques de spores d'A. acidoterrestris dans du sirop de saccharose a été obtenue en flux continu, sur une épaisseur de 10 mm de liquide

La biodisponibilité des nutriments lipidiques dépend d'un processus physico-chimique et enzymatique complexe : digestion par les lipases dans l'estomac puis l'intestin, absorption par les entérocytes et transport vers les cellules utilisatrices. L'altération physiologique (nouveau-né, personne âgée) ou pathologique (mucoviscidose, pancréatite) de ce processus réduit la biodisponibilité des acides gras essentiels, indispensables au développement et au fonctionnement des cellules de l'organisme. Ce mémoire présente des stratégies permettant d'améliorer la biodisponibilité des nutriments lipidiques chez l'insuffisant pancréatique, en utilisant les propriétés physico-chimiques des lipides. En effet, elles déterminent des caractéristiques primordiales de l'interface lipidique (superficie, composition), au niveau de laquelle se déroule l'hydrolyse enzymatique. Nos travaux montrent, in vitro dans des conditions proche de la physiologie, que le type de phospholipide entrant dans la composition d'une émulsion de trioléine, ou l'ajout d'un type donné d'acide gras libre dans le mélange lipidique avant l'émulsification, modifie la taille et le potentiel zêta des globules lipidiques, influence l'action des lipases gastrique, pancréatique et stimulée par les sels biliaires, et module l'absorption des acides gras par des cellules Caco-2. Un effet majeur est obtenu avec le lysophosphatidylinositol, rendant ce lipide potentiellement utilisable en nutrition clinique. Il présente un comportement interfacial étonnant (aire moléculaire, compressibilité) et son mécanisme d'action associe des effets indirects (modifications de l'interface lipidique) et directs (interactions avec les lipases).