Afin d’identifier les composés responsables de l’arôme du gin, une procédure GC-O-MS se basant sur la fréquence de détection a été développée. Elle a permis de déterminer l’intensité odorante des composés volatils. Leur qualité d’odeur a pu être définie par le développement d’une roue des odeurs utilisée pour catégoriser les descripteurs obtenus. Cette approche nous a dans un premier temps permis d’identifier les composés potentiellement importants pour l’arôme du gin. L’origine de ces composés a ensuite été déterminée par l’étude de la fraction volatile de différents « botanicals » appartenant à la recette du gin. Cette stratégie nous a permis de constater que les baies de genièvre et les graines de coriandre étaient les principaux contributeurs en composés volatils d’impact. A l’opposé, les racines d’iris, la réglisse et les amandes ont semblé n’en apporter aucun. Nous avons donc distingué les « botanicals majeurs » et les « botanicals mineurs » selon leurs apports en composés volatils d’impact. Cette hypothèse a été globalement validée par différents tests sensoriels sur des mélanges de distillats. Enfin, une stratégie de recombinaison a été proposée dans le but de valider une sélection des composés d’impact. Une approche multicritères (intensité odorante, qualité d’odeur, propriétés physico-chimiques…) a abouti à la création de plusieurs recombinaisons. Celles-ci ont ensuite été analysées sensoriellement grâce à un test de tri-libre qui a permis de déterminer leur proximité avec le gin cible ainsi que les distances entre elles. Ainsi, une quinzaine de composés ont pu être identifiés comme influençant de manière importante la qualité aromatique du gin / In order to identify the compounds responsible for gin aroma, a GCO-MS procedure based on detection frequency analysis has been developed. It allowed the determination of volatile compound odorant intensity. Their odor quality has been defined thanks to a developed aroma wheel, used to categorize the obtained descriptors. This approach permitted the identification of gin aroma potential impact compounds. The origin of these compounds has then been determined by studying the different botanicals involved in the gin recipe. The obtained results showed that juniper berries and coriander seeds were the main contributors in terms of volatile impact compounds. At the opposite, orris roots, liquorice and almond did not seem to provide any of them. We thus differentiated the “major botanicals” from the “minor botanicals” according to their supply in volatile impact compounds. This hypothesis has been globally validated by different sensory tests on botanical distillate mixtures. Finally, a recombination procedure has been proposed in order to validate a selection of impact compounds. A multicriteria approach (odor intensity, odor quality, physic-chemical properties…) led to the creation of several recombinates. They have been sensorially analyzed by a free sorting task, which allowed determining their proximity with the target gin and the distance between them. Thus, around fifteen compounds have been identified as key compounds for gin aroma

L’objectif de cette étude est d’étudier le rôle de la salive dans la libération des molécules odorantes, par deux approches, in vitro et in vivo. L’effet des protéines salivaires sur la libération de 10 molécules odorantes (5 esters et 5 cétones, de longueur de chaîne hydrophobe variable) a été étudié in vitro dans des systèmes modèles composés de salives artificielles et humaine. Les salives artificielles contiennent les protéines majoritairement présentes dans la salive (mucine et alpha-amylase), seules et en mélange. Les quantités de chaque molécule odorante présentes dans la phase gazeuse à l’équilibre thermodynamique ont été mesurées par une analyse headspace en mode statique couplée à la chromatographie en phase gazeuse (SH-GC). Les coefficients de partage entre l’air et chacun des systèmes modèles ont été calculés pour chacune des molécules. Cette approche in vitro nous a permis de démontrer une diminution des coefficients de partage air/salive artificielle en présence de mucine et d’alpha-amylase, par un effet hydrophobe. Aucun effet cumulatif n’est observé lorsque les deux protéines sont mises ensemble en solution. En présence de salive humaine, une diminution des coefficients de partage est également observée, les esters étant plus affectés par la présence de salive humaine que les cétones. Cette observation est due à une activité des estérases de la salive, qui augmente avec l’hydrophobicité des esters. La libération in vivo du propanoate d’éthyle et de l’hexanoate d’éthyle a été suivie sur 10 sujets par spectrométrie de masse à ionisation chimique à pression atmosphérique (APCI-MS) dans des conditions physiologiques différentes : au repos, après stimulation et après élimination du film salivaire résiduel. La salive de chaque sujet a été caractérisée dans les différentes conditions physiologiques testées. De grandes variations de flux, viscosité et de composition salivaire ont été mises en évidence entre les sujets, ainsi qu’entre les conditions physiologiques pour un même sujet. Les différences observées sur les paramètres de libération in vivo des molécules odorantes sont discutées en regard de ces paramètres physiologiques. Nous avons ainsi observé qu’une viscosité salivaire élevée diminue la quantité de molécules odorantes libérées sur un temps donné. Dans le même temps, la présence d’une quantité importante d’alpha amylase dans la salive augmente de façon significative le temps de libération de la molécule la plus hydrophobe, l’hexanoate d’éthyle. Nous avons ainsi mis en évidence que la rétention des molécules hydrophobes par les protéines salivaires peut induire une modification de leur cinétique de libération en conditions réelles de consommation et pourrait intervenir dans la persistance aromatique. / The aim of this work is to give a deeper understanding of the impact of the salivary composition on aroma release, by two approaches, an in vitro and an in vivo approach. The impact of salivary proteins on the release of 10 aroma compounds (5 esters and 5 ketones, varying in their hydrophobic chain length) was first investigated by in vitro model systems composed of artificial and human saliva. Artificial salivas were composed of the main salivary proteins, mucins and alpha amylase, alone and in mixture.The amount of aroma released in the vapor phase at equilibrium was analyzed by Static Headspace Gas Chromatography analysis. Air/system partition coefficients have been calculated. This in vitro approach allowed us to demonstrate the ability of both mucin and alpha-amylase to decrease the release of aroma compounds by hydrophobic effect (increase of retention with aroma hydrophobicity). Interestingly, no cumulative effect was observed when both proteins were mixed together in solution. The release of ketones in presence of human saliva is lower than in water and slightly higher than in the presence of artificial saliva. Esters are more affected by the presence of human saliva than ketones. This observation is due to an esterase activity of saliva, which increases with the hydrophobicity of esters. The in vivo release of ethyl propanoate and ethyl hexanoate was followed on ten subjects by Atmospheric Pressure Chemical Ionization mass spectrometry (APCI-MS) under different physiological conditions: at rest, after stimulation and after removing the superficial salivary coat. The saliva was characterized for each subject and each physiological condition. Great variations were observed between the subjects on the salivary flow, viscosity, composition and for each subject between the physiological conditions. The differences observed on in vivo release parameters are discussed as a function of physiological parameters. We observed that subjects with a more viscous saliva present a lower amount of aroma released. The presence of higher amounts of alpha-amylase increased the time needed to release the more hydrophobic compound, ethyl hexanoate. Our results suggest that the retention of hydrophobic aroma compounds by salivary proteins induces a modification of the kinetics of aroma release in real consumption conditions, and could be responsible for aroma persistence.

Les choix et préférences des consommateurs pour les aliments sont largement conditionnés par leurs propriétés sensorielles, et notamment par les perceptions aromatiques dans le cas des boissons alcoolisées. Un des enjeux des industriels du secteur pour contrôler et développer les ventes des produits est de mieux comprendre les déterminants de la qualité sensorielle de ces produits. Les travaux réalisés dans le cadre de ce projet de thèse concernent les cognacs et visent à appréhender les liens entre la composition des produits, les étapes du processus d’élaboration, dont la phase de vieillissement, et leurs caractéristiques sensorielles finales. L’objectif est notamment de comprendre l’impact des constituants de la matrice des cognacs sur la libération et la perception des composés d’arôme. Pour répondre à cet objectif, une stratégie fondée sur des approches sensorielle et physicochimique a été mise en œuvre. Les travaux réalisés en évaluation sensorielle ont permis de montrer l’absence d’impact des constituants non-volatils et de réaffirmer l’importance des composés d’arôme dans la perception des différences sensorielles entre les cognacs. Le suivi des libérations de composés d’arôme par PTR-MS au cours de la consommation des cognacs a été possible par la mise au point de conditions opératoires compatibles avec la teneur élevée en éthanol des produits. Ces travaux ont montré que les composés d’arôme clés pour la perception des cognacs étaient libérés en plus grandes quantités dans les cognacs les plus âgés. En revanche, aucune différence entre les produits n’a été constatée au niveau de la temporalité de ces libérations. L’application des approches statistiques prédictives a finalement permis de montrer qu’il est possible de prédire les propriétés sensorielles des cognacs à partir de certaines de leurs caractéristiques physicochimiques, et que les corrélations établies entre les variables physicochimiques et sensorielles pouvaient être expliquées qualitativement grâce aux connaissances existantes dans la littérature et à celles des experts, notamment concernant leur processus d’élaboration. / Consumer’s choices and preferences for foods are widely influenced by their sensory properties, and especially by aromatic perceptions in the case of alcoholic beverages. One of the challenges of wine and spirit industries for controlling and developing product sales is to gain insights on the determinants of the sensory quality of their products. The work carried out during this PhD project concerns cognacs and aim to apprehend the links between product composition, the stages in their elaboration process, including maturation, and their final sensory properties. An important objective is to understand the impact of cognac matrix components on aroma compounds release and perception. To fulfill this objective, a strategy based on the use of physicochemical and sensory approaches was set up. Sensory evaluation enabled to highlight the absence of impact of non-volatile components and to reaffirm the essential effect of aroma compounds for the perception of sensory differences between cognacs. The monitoring of the release of aroma compounds by PTR-MS during cognac consumption has been possible by the setting up of operating conditions allowing the analysis of high ethanol-containing beverages. These works have shown that key aroma compounds for cognac perception were released in higher amounts in the oldest cognacs. However, no difference was observed concerning their temporality of release. The development of statistical approaches finally showed that it was possible to predict the sensory properties of cognacs from their physicochemical characteristics. Correlations between physicochemical and sensory variables could be qualitatively explained in reference to the knowledge on the elaboration process of cognac in the literature and held by experts.

La qualité des eaux-de-vie est un paramètre associé à la composition en composés volatils d’arôme. Cette composition résulte de la combinaison de différents facteurs dont la nature et le traitement des matières premières, mais surtout des transformations ayant lieu lors des phases de fermentation, distillation et, dans la plupart de cas, vieillissement.La distillation est une opération de séparation pratiquée depuis des millénaires, avec une technologie assez mature. Cependant, dans le domaine des eaux-de-vie, elle s’appuie essentiellement sur des connaissances empiriques. L’objectif de ce doctorat fut de contribuer à une meilleure compréhension du comportement des composés volatils d’arôme au cours de différents modes de distillation et de fournir des bases scientifiques à la conduite des unités par le biais de modules de simulation. L’attention a été portée sur la distillation d’Armagnac et de Calvados dans des colonnes multiétagées en régime stationnaire.Les modules de simulation ont été construits avec le logiciel ProSimPlus®. La première partie des travaux a été consacrée à l’acquisition de données d’équilibre liquide-vapeur des composés volatils d’arôme en milieu hydroalcoolique pour l’identification du modèle NRTL, en suivant trois approches complémentaires : recherche dans la littérature, détermination expérimentale et prédiction théorique avec les modèles UNIFAC et COSMO. Grâce à la connaissance acquise sur les volatilités relatives par rapport à l’éthanol et à l’eau, les composés volatils d’arôme ont pu être classés en trois groupes : composés légers, composés intermédiaires et composés lourds. La deuxième partie des travaux a porté sur la construction et la validation des modules de simulation, après réconciliation des données issues de la caractérisation expérimentale des unités de distillation. Cette investigation démontre que la simulation est un outil d’ingénierie performant dans le domaine des eaux-de-vie. Les résultats de la simulation ont permis d’affiner la classification des composés intermédiaires en trois catégories supplémentaires selon leur profil de concentration dans la colonne et leur taux de récupération dans le distillat. Enfin, cet outil a mis en évidence que certains paramètres opératoires, notamment l’augmentation de la teneur en éthanol du distillat ainsi que l’extraction de queues, favorisent la séparation préférentielle de certaines espèces de volatilité faible ou intermédiaire par rapport à l’éthanol. / The quality of spirits is a parameter related to the composition of volatile aroma compounds. This composition results from the combined production process of raw material extraction, subsequent fermentation, distillation and, in many cases, ageing.Distillation is a very old and the most important industrial separation technology. However, in spirits production, this operation relies essentially on empirical knowledge. The aim of this PhD was to contribute to a better understanding of the volatile aroma compounds behaviour in spirits distillation and to provide a scientific basis for the process through computer simulation. The study was focused on Armagnac and Calvados production by continuous multistage distillation.The simulation modules were built using the software ProSimPlus®. The first part of this research was dedicated to the acquisition of vapor-liquid equilibrium data of the volatile aroma compounds in ethanol-water solutions, in order to estimate the binary interaction parameters of the NRTL model.Three complementary approaches of data acquisition were used: literature compilation, experimental measurements and predictions with UNIFAC and COSMO models.According to their relative volatilities with respect to ethanol and water, the volatile aroma compounds can be classified in three groups: light compounds, intermediary compounds and heavy compounds. The second part of this research dealt with the creation and validation of simulation modules, by using reconciled experimental data from the distillation units. The results prove that simulation is a powerful tool in spirits distillation. The simulation data enables a more precise classification of the intermediary compounds in three categories, by considering their composition profiles in the distillation column and their recovery ratios from feed to distillate. Finally, the analysis of some operating parameters, including ethanol concentration in the distillate as well as tails extractions, demonstrates that the distillate composition can be modified by virtue of a selective separation of intermediary and heavy compounds with respect to ethanol.

Aronia (Aronia melanocarpa) is a berry fruit with distinctive sensory characteristics and health-promoting properties. Polyphenols are the main bioactive compounds found in aronia including natural pigments – anthocyanins. Bioactive compounds are usually obtained from natural materials by extraction, in this work, two methods of extraction were compared – maceration and PHWE. Based on the total phenolic content, maceration was chosen as a more suitable method and then was optimized with statistical model – Design of Experiment. Optimal conditions were set to temperature of 30 °C, extraction agent 50 % ethanol, solid-solvent ratio 10 g per 50 ml and time of extraction for 30 minutes. Extract obtained under these conditions was characterised by total phenolic content – 1441 ± 90 mg/100 g DW, total anthocyanin content 943 ± 8 mg/100 g DW and antioxidation activity by ABTS 24,78 ± 0,09 molTE/g. In total of 25 volatile compounds were indentified in the optimal extract with content > 0,5 %. Major part created aldehydes and esters, with the main compounds being benzaldehyde (32,25 %) and methyl hexanoate (21,37 %).

The production of high-quality foods requires the precise control of factors influencing their quality. The aim of this doctoral thesis was to monitor the influence of sterilization heating and storage time and temperature on selected parameters of model food matrix using suitable physical, chemical and sensory methods. Sterilized processed cheese was chosen as the model matrix. Processed cheeses are milk protein concentrates, produced by melting of mixture of natural cheeses, emulsifying salts, water and other dairy and/or non dairy ingredients. Desirable transformation of this mixture to homogenous, smooth, shiny mass with desired textural, structural, rheologic and sensory properties is caused by using high temperature (about 80-100 °C) during melting. Sterilized processed cheese is subjected to additional sterilization heating (above 100 °C) after production, significantly elongating its durability. The processed cheeses (dry matter 40 % w/w, fat in dry matter 45 % w/w) were analyzed in this work, the part of them was sterilized (117 °C 20 min). Cheeses were stored at various temperatures (cold 6 ± 2 °C, laboratory 23 ± 2 °C and elevated 40 ± 2 °C), sterilized cheeses for 2 years, non sterilized for 1 year. During storage, the samples for physical (instrumental measuring of colour and texture), chemical (assessment of fatty acids and aroma compounds) and sensory (paired preference test, ranking test and evaluation using scale) analyses were taken at regular intervals. The influence of sterilization heating and for another the influence of storage conditions on mentioned parameters were investigated. Non sterilized processed cheese kept their very good quality during all the declared durability (4 months), however, then the significant worsening of most sensory properties was observed. In consequence of sterilization heating the changes of cheese colour and texture were observed, confirmed by both sensory and instrumental assessment. The impairment of taste and aroma was also found. These changes are obvious immediately after production and differences were observed during all the durability. In the case of sterilized processed cheese, the significant impairment of single sensory properties was determined, the highest in the case of texture, taste and aroma. The results of instrumental techniques confirm conclusions from sensory evaluation. The measurements of colour and texture vindicate the formation of darker colour (increasing total difference of colour delta E*) and higher hardness (increasing Fmax) of sterilized processed cheeses, continuing during storage. The worsening of taste and aroma is in accordance with lower content of aroma active compounds and selected fatty acids.

Le cacao et le café sont les produits agricoles les plus échangés dans le monde. Ils subissent de nombreuses transformations post-récolte au niveau des pays producteurs (tropicaux) avant d'être exportés. Les procédés de traitements post-récolte diffèrent d'un pays à l'autre voire d'un agriculteur à l'autre. La transformation technologique du cacao en fèves marchandes et des grains de café en café vert nécessite un processus primaire de manutention. Ces pratiques participent et influencent, en général, la qualité marchande et organoleptique des produits destinés à la transformation. Notre hypothèse de travail est que les différents procédés de transformation post-récolte appliqués sur le café et le cacao ont une influence sur la structure des communautés microbiennes. L'objectif principal était de pouvoir mesurer cet effet en réalisant l'analyse globale des communautés microbienne en utilisant un outil de biologie moléculaire, la PCR-DGGE (Amplification par PCR couplée à l'électrophorèse sur gel en gradient dénaturant). Cette technique a été associée au séquençage afin d'identifier les espèces microbiennes majoritaires. Cette étude a montré que les communautés microbiennes associées aux grains de café et aux fèves de cacao varient au cours des différentes étapes pour chaque type de traitement post-récolte appliqué.Notre approche a permis de discriminer les voies de traitements, et l'origine géographique du café Camerounais et Indonésien. Notamment, nous avons montré que l'origine géographique et l'espèce de café utilisée ont un impact sur l'écologie microbienne du café moins important par rapport à celui du procédé. L'application au cacao nous a permis de relier l'analyse globale de l'écologie microbienne (DGGE) à l'analyse des composés volatils (SPME-GC-MS) afin de discriminer les différents traitements post-récolte. Des micro-fermentations ont été réalisées avec des souches microbiennes isolées du cacao (L. fermentum, A. pasteurianus, P. kudriavzevii et P. mashurica) dans le but d‘identifier l'origine des composés volatils détectés sur le cacao fermenté. Notre étude a contribué à montrer que la fermentation combinée à une courte durée de stockage avant fermentation est le procédé qui permet d'obtenir des fèves contenant plus de composés aromatiques désirables sur le cacao. Une analyse statistique a permis de combiner les résultats des deux types d'analyses (écologie microbienne et composés aromatiques) et de créer des relations entre les espèces détectées et les composés volatils présents. Les profils aromatiques identifiés ont permis d'envisager l'utilisation des souches testées comme starters de culture pour la fermentation du cacao. / Cocoa and coffee are the most traded agricultural commodities in the world. They undergo many post-harvest transformations in producing countries (tropical) before being exported. Post-harvest processes differ from one country to another and from one production site to another. The technological transformation of cocoa on commercial beans and of coffee to green coffee requires a primary process handling. These practices play a crucial role in global and organoleptic quality of the products that will be processed. Our work hypothesis isthat different post-harvest processing applied to coffee and cocoa have an influence on the structure of microbial communities. The main objective was to measure this effect by performing a global analysis of microbial ecology using a molecular biology tool (PCR-DGGE, PCR amplification coupled to denaturing gradient gel electrophoresis). This technique allows variations in microbial communities to be detected and the main microbial species to be identified by sequencing.Our approach permitted to discriminate treatments, and the geographical origin of Cameroonian and Indonesian coffees. Notably, we showed that geographical origin and coffee species have a minor impact on the structure of the microbial communities when compared to the type of process used (wet or dry).By applying the approach to cocoa, we could link the global analysis of microbial ecology (PCR-DGGE) to the analysis of volatile compounds (SPME-GC-MS) to discriminate the different post-harvest treatments. Micro-fermentation were carried out with strains isolated from cocoa (L. fermentum, A. pasteurianus, P. kudriavzevii and P. mashurica) in order to identify the origin of the volatile compounds detected in the fermented cocoa. This study contributed to to show that fermentation combined with a short storage duration before fermentation is the best method to obtain cocoa beans with more desirable aromatic compounds. The statistical analysis was used to combine the results of the two types of analyzes (microbial ecology and aromatic compounds) and get relations between the detected microbial species and volatile compounds. The identified aromatic profiles prompted us to consider the use of the tested microbial strains as starter culture for cocoa fermentation.

En este trabajo de tesis se estudió el efecto de la matriz en la generación y percepción de la principal característica que define la calidad del jamón curado, su aroma. Para ello, se analizó en las diferentes secciones de jamón curado de 7 y 12 meses la composición en proteínas, aminoácidos, ácidos grasos libres y compuestos volátiles. La principales diferencias entre las secciones del jamón se encontraron en la composición de aminoácidos y compuestos volátiles, siendo esta más elevada en el centro que en las otras secciones estudiadas, aunque la proporción de compuestos volátiles se vió modificada con el tiempo de curado. Asimismo, se analizó la interacción existente entre las proteínas de la matriz y determinados compuestos volátiles utilizando la técnica de microextracción en fase sólida (SPME) y la cromatografía de gases. En este sentido, la capacidad de interacción de las proteínas sarcoplásmicas de músculo porcino fue mayor que la capacidad que mostraron las proteínas de jamón de 7 y 12 meses. Además, se puso de manifiesto una menor capacidad de interacción de las proteínas miofibrilares. Por otra parte, se purificaron la actomiosina y actina de músculo porcino en estado post-rigor mediante un proceso simultáneo el cual, permitió conservar sus propiedades y obtener cantidad suficiente de proteína para estudiar su capacidad de interacción con los compuestos volátiles. En este sentido, se demostró que el efecto de la concentración y conformación de actomiosina y actina puras afectó a la capacidad de interacción con los compuestos volátiles aunque dicho efecto dependía del compuesto volátil estudiado. Estos resultados demuestran la existencia de interacciones entre la matriz proteica y los compuestos volátiles responsables del aroma además de demostrar el efecto que la concentración y conformación proteíca ejercen en dicha interacción. Todo ello, supone un aumento del conocimiento del proceso de interacción y su posible repercusión en la percepción del aroma del / Pérez Juan, M. (2006). Interacción de los compuestos aromáticos del jamón curado con la matriz proteica [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1887

Tradicionalmente los programas de mejora del melocotón (Prunus persica (L.) Batsch) se centraron fundamentalmente en la obtención de genotipos elite de alta productividad, resistentes a plagas y patógenos, adaptados a diferentes zonas agroecológicas y que produzcan frutos de gran tamaño y buen aspecto. Como resultado, muchos de estos programas han obtenido cultivares de excelentes características agronómicas. No obstante, el mejoramiento selectivo hacia caracteres agronómicos puede ir en detrimento de la calidad organoléptica del fruto como fue demostrado en el caso de fresa y tomate donde algunos aromas se perdieron en el proceso de mejora (Klee and Giovannoni, 2011; Olbricht et al., 2008). En melocotón, la disminución de la calidad del fruto ha sido percibida por los consumidores y además es la mayor causa de insatisfacción de los mismos (Bruhn et al., 1991). Un probable consecuencia de esto puede ser el bajo consumo de melocotón en comparación con otras frutas como el plátano y la manzana (Crisosto, 2006). Estudios pioneros han establecido que el aroma es uno de los atributos principales por los cuales los consumidores juzgan la calidad del melocotón (Bruhn, 1995). El aroma está definido íntegramente por los compuestos volátiles orgánicos (VOCs) los cuales también contribuyen al sabor del fruto en combinación con azucares y ácidos orgánicos. Los volátiles del melocotón han sido estudiados con anterioridad, describiéndose un poco más de 100 compuestos incluyendo: lactonas, esteres, terpenos, aldehídos, ácidos carboxílicos y alcoholes entre otros [(Aubert and Milhet, 2007) y referencias incluidas]. La identificación de regiones génicas y genes candidatos para el control de los aromas del fruto resulta un punto fundamental para su posterior implementación en programas de mejora con el fin de obtener melocotones de mayor calidad. En este sentido nos propusimos la identificación de QTLs (del inglés ``Quantitative trait loci'') y genes candidatos involucrados en la producción de los compuestos volátiles del melocotón. El desarrollo reciente de un conjunto técnicas analíticas de mayor potencia permitió el advenimiento de una nueva plataforma tecnológica, la metabolómica, que contempla el análisis global de los metabolitos de un organismo permitiendo abordar la evaluación de calidad de una forma más exhaustiva. Dentro de ellas, la tecnología HS-SPME-GC-MS (del inglés ``Head Space-Solid Phase Microextraction-Gas Chromatography-Mass Spectroscopy'') es actualmente el método de elección para el análisis de volátiles debido a su alta sensibilidad, reproducibilidad y robustez (Tikunov et al., 2005). Además el análisis en conjunto de los datos derivados de la metabolómica con otras tecnologías de alto rendimiento para el análisis de expresión de genes, como lo son los microarrays, ha permitido el descubrimiento de genes implicados la producción de diversos metabolitos en Arabidopsis y tomate (Mounet et al., 2009; Saito and Matsuda, 2010; Carrera et al. 2012). En una primera instancia nos propusimos el desarrollo de una plataforma de alto rendimiento basada en HS-SPME-GC-MS para la identificación y cuantificación de compuestos volátiles en fruto de melocotón. Se ensayarán diferentes protocolos para la extracción de los compuestos volátiles con el fin de identificar el más adecuado (es decir el más sensible manteniendo la reproducibilidad y con una robustez satisfactoria). Una vez desarrollado un protocolo adecuado se analizará en paralelo la evolución de los compuestos volátiles y la expresión de genes mediante microarrays durante la maduración de diferentes genotipos de melocotón con el objetivo de identificar patrones comunes de co-regulación entre metabolitos y genes durante el desarrollo del fruto. Por último, se propuso la identificación de regiones génicas implicadas en la producción de volátiles mediante análisis de QTLs. / Sánchez, G. (2013). Cartografiado de QTL y genes candidatos asociados a metabolitos determinantes de la calidad de fruto en melocotón [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/34511

Tesis por compendio / [ES] El melón (Cucumis melo L.) es actualmente uno de los cultivos con mayor importancia económica en el mundo. La amplia variabilidad genética intraespecífica que presenta permite el estudio para su explotación del control genético de un amplio abanico de caracteres tanto agronómicos como de calidad del fruto. En los últimos años se han desarrollado un gran número de marcadores moleculares y de herramientas genómicas en melón, que facilitan el desarrollo de nuevas poblaciones de mejora. Las líneas de introgresión (ILs) son un conjunto de líneas que contienen un fragmento cromosómico de un parental donante, normalmente exótico, en un fondo genético común normalmente de una variedad de élite. Estas colecciones son apropiadas para el estudio de caracteres cuantitativos y para la introducción de alelos exóticos favorables en cultivares comerciales. En la presente tesis doctoral se describe el desarrollo de una colección de ILs empleando la entrada japonesa 'Ginsen makuwa', como parental donante y el cultivar francés 'Vedrantais' como parental recurrente. Los sucesivos genotipados en generaciones tempranas mediante la plataforma Agena Bioscience y High Resolution Melting, han mejorado la eficiencia en el proceso de obtención de las ILs (cinco generaciones). Esta colección incluye 27 ILs, que posteriormente se han caracterizado mediante un genotipado de alta densidad (Genotyping by Sequencing). Éstas presentan un promedio de 2,7 introgresiones/IL con un 94% de recuperación del fondo genético 'Vedrantais', representando un 96,8% del genoma donante. El análisis de los datos de fenotipado en tres ambientes y el genotipado dió lugar a la detección de 86 QTLs (Quantitative Tratit Loci), de los que 74 fueron estables en al menos dos ambientes. De éstos, 3 QTLs están relacionados con aspectos de floración, 4 con la precocidad de maduración del fruto, 33 con aspectos morfológicos (forma del fruto, reticulado y espesor de la corteza), 12 con el proceso de maduración (presencia de aroma, capa de abscisión, firmeza de la pulpa), 16 con el color de la pulpa, 5 con el color interno de la corteza y 1 con el contenido en sólidos solubles. Algunos de los QTLs descritos en esta tesis han sido identificados en trabajos previos, lo que da solidez a las regiones detectadas, otros, en cambio, resultan novedosos y, por tanto, muy interesantes, pues constituyen un recurso muy valioso tanto para la búsqueda de genes candidatos como para el empleo de estos alelos en programas de mejora. De entre las ILs más prometedoras, destaca MAK_10-1 por presentar un bloqueo del climaterio, lo cual se traduce en una mayor vida postcosecha, característica muy buscada en el mercado internacional. Los efectos de la introgresión en el cromosoma 10 son la ausencia de aroma externo y la mayor firmeza de la pulpa, además del mayor contenido de sólidos solubles en pulpa. Además, se han localizado varios genes candidatos involucrados en la regulación transcripcional y de señalización de etileno durante la maduración del fruto. Por otro lado, se describen otras líneas potencialmente interesantes, así como genes candidatos, para proporcionar diversidad de tamaños, formas, color de la pulpa y perfil aromático al mercado de tipos cantalupo. Respecto al perfil de compuestos volátiles (VOCs) analizado en las ILs, se encontró que las introgresiones Makuwa en general disminuyeron el contenido en compuestos aromáticos. A pesar del efecto ambiental notable, se pudieron asociar ciertas regiones genómicas a ciertos perfiles de VOCs, identificando a su vez algunos genes candidatos involucrados en diferentes rutas de biosíntesis de aromas. La dificultad de recuperar ciertos perfiles aromáticos en los programas de mejora se pone de manifiesto por el elevado número de regiones y genes implicados, así como por efectos pleiotrópicos que afectan a la producción de aromas y que se describen en esta tesis como el bloqueo del climaterio o / [EN] Melon (Cucumis melo L.) is one of the most economically important crops in the world. The wide intraspecific genetic variability that it presents allows the study of a wide range agronomic and fruit quality traits. In recent years, a large number of molecular markers and genomic tools have been developed in melon, which is a resource that facilitates the development of new breeding populations. Introgression Lines (ILs) are a set of lines that contain a chromosomal fragment of a donor parent, usually wild or exotic, in a common genetic background usually an elite variety. These collections are appropriate for the study of quantitative traits and, above all, for the introduction of exotic alleles in modern cultivars. This doctoral thesis describes the development of a collection of ILs using the Japanese accesion 'Ginsen makuwa', as an exotic donor parent, and the French cultivar 'Vedrantais' as a recurrent parent. Successive genotyping in early generations through the Agena Bioscience platform and High Resolution Melting, have improved efficiency in the process of obtaining ILs (five generations). This collection includes 27 ILs, which have subsequently been characterized by high-density genotyping (Genotyping by Sequencing). These have an average of 2.7 introgressions / IL with a 94% 'Vedrantais' genetic background, representing 96.8% of the donor genome 'Ginsen makuwa'. The analysis of phenotyping data in three environments and genotyping resulted in the detection of 86 QTLs (Quantitative Tratit Loci), of which 74 were stable in at least two environments. Of these, 3 QTLs related with flowering aspects, 33 QTLs related with the mophological fruit (fruit shape, netting and rind thickness), 12 QTLs related with ripening behaviour (presence/absence of aroma, abscission layer and flesh firmness), 16 QTLs were related with flesh color, 5 QTLs related with color of the inner rind and 1 related with the soluble solid concentration. Some of the QTLs described in this thesis have been identified in previous works, giving greater confidence to the detected regions, others, however, are novel and, therefore, very interesting, becouse they constitute a very valuable resource for the search for candidate genes and for the use of these alleles in improvement programs. Of the entire ILs collection, MAK_10-1 presented a blockade of the climacteric, which can translate into a longer post-harvest life, trait that is very in the international market. The effects of introgression on chromosome 10 are the absence of external aroma and the greater flesh firmness, in addition the higher soluble solids content in flesh. In addition, several candidate genes involved in transcriptional regulation and ethylene signaling during fruit ripening have been located. On the other hand, other potentially interesting lines and candidate genes, are described to provide diversity of sizes, shapes, flesh color and aromatic profile to the cantaloupe type market. Regarding the profile of volatile compounds (VOCs) analyzed in ILs, it was found that Makuwa introgressions generally decreased the content of aromatic compounds. Despite the remarkable environmental effect, certain genomic regions could be associated with certain VOCs profiles, identifying some candidate genes involved in different aromatic biosynthetic pathways. The difficulty of recover certain aromatic profiles in breeding programs is evidenced by the high number of regions and genes involved, as well as by pleiotropic effects that affect the aroma production and which are described in this thesis as the blocking of the climacteric or the flesh color due to the presence of carotenes. / [CA] El meló (Cucumis melo L.) és actualment un dels cultius amb major importància económica en el món. La seua gran variabilitat genètica intraespecífica permet l'estudi per a la seua explotació del control genètic d'un gran ventall de caràcters tant agronòmics com de qualitat del fruit. En els últims anys s'han desenvolupat un gran nombre de marcadors moleculars i de ferramentes genòmiques en meló, que faciliten el desenvolupament de noves poblacions de millora. Les línies de introgressió (ILs) són un conjunt de línies que contenen un fragment cromosòmic d'un parental donant, normalment exòtic, en un fons genètic normalment d'una varietat d'èlit. Estes col·leccions són útils per a l'estudi de caràcters quantitatius, a més de per a la introducció d'al·lels exòtics favorables en cultivars comercials. En la present Tesi Doctoral es descriu el desenvolupament d'una col·lecció d'ILs amb l'entrada japonesa 'Ginsen makuwa' com parental donant i el cultivar francés 'Vedrantais' com parental recurrent. Els successius genotipatges en generacions primerenques, mitjançant la plataforma Agena Bioscience i High Resolution Melting, han millorat l'eficiència en el procés d'obtenció de les ILs (cinc generacions). Esta col·lecció inclueix 27 ILs que posteriorment s'han caracteritzat mitjançant genotipatge per seqüenciació. Estes presenten un promedi de 2,7 introgressions/IL amb un 94% de recuperació del fons genètic 'Vedrantais', representant un 96,8% del genoma donant. L'anàlisi de les dades de fenotipatge en tres ambients i el genotipatge, facilità la detecció de 86 QTLs (Quantitative Trait Loci), dels quals 74 foren estables en al menys dos ambients. D'estos, 3 QTLs estan relacionats amb aspectes de floració, 4 amb la precocitat de maduració del fruit, 33 amb aspectes morfològics (forma del fruit, reticulat, espessor pell), 12 amb el procés de maduració (presència d'aroma, capa d'abscisió, fermesa de la polpa), 16 amb el color de la polpa, 5 amb el color intern de la pell i 1 amb el contingut en sòlids solubles. Alguns dels QTLs descrits en la Tesi han sigut identificats en treballs previs, el que dóna solidesa a les regions detectades, altres en canvi, resulten nous i, per tant, molt interessants, ja que constitueixen un recurs valuós tant per a la recerca de gens candidats com per a l'ús d'estos al·lels en programes de millora. D'entre les ILs prometedores, destaca MAK_10-1 per presentar un bloqueig del climateri, el qual es tradueix en una major vida postcollita, característica molt buscada en el mercat internacional. Els efectes de la introgressió en el cromosoma 10 són l'absència d'aroma extern i la major fermesa de la polpa, a més del major contingut en sòlids solubles. S'han localitzat diversos gens candidats involucrats en la regulació transcripcional i de senyalització d'etilè durant la maduració del fruit. Per altra banda, es descriuen altres línies potencialment interessants, així com gens candidats, per a proporcionar diversitat de grandària, forma, color de la polpa i perfil aromàtic al mercat de tipus cantalupo. Respecte al perfil de compostos volàtils (VOCs) analitzat en les ILs, es trobà que les introgressions Makuwa en general van disminuir el contingut en compostos aromàtics. Malgrat el efecte ambiental notable, es pogueren associar certes regions genòmiques a certs perfils de VOCs, identificant alguns gens candidats en diferents rutes de biosíntesis d'aromes. La dificultat de recuperar certs perfils aromàtics en els programes de millora es posa de manifest per l'elevat nombre de regions i gens implicats, així com pels efectes pleiotròpics que afecten a la producció d'aromes i que es descriuen en esta Tesi, com el bloqueig del climateri o la coloració de la polpa per presència de carotens. / Perpiñá Martín, G. (2020). Desarrollo de líneas de introgresión en melón para la mejora de la calidad de esta especie [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/147113 / Compendio