Les fruits et les sous-produits de l'industrie de transformation des fruits sont obtenus chaque année en quantités importantes partout dans le monde. Les cerises et les résidus de pommes sont parmi les sources végétales les plus riches en composés bioactifs qui sont reconnus pour leurs effets bénéfiques sur l'organisme humain. Des méthodes appropriées d'extraction (macération, extraction par solvant pressurisé, extraction assistée par ultrasons, extraction assistée par microondes), d'analyse (HPTLC, HPLC-UV-DEDL, HPLC-MS, SFC) et de fractionnement (CPC, HPLC semi-préparative, extraction liquide-liquide) ont été mises au point pour la récupération, l'identification et la purification des composés bioactifs de cerises (Prunus avium) et de résidus de différentes variétés de pommes (Royal Gala, Golden, Granny Smith, Pink Lady). Les résultats obtenus au cours des travaux de recherches indiquent le fait que ces sources végétales contiennent des composés phénoliques (cerises, résidus de pommes) et des composés triterpéniques (résidus de pommes) qui peuvent être valorisés par incorporation dans différentes formulations alimentaires, pharmaceutiques, cosmétiques etc.

La myrtille et l’airelle rouge, deux arbrisseaux de la famille des Ericacées, sont consommées comme des aliments, boissons et suppléments alimentaires pour leur valeur nutritionnelle et leur richesse en polyphénols antioxydants. Dans les plantes, la qualité et la quantité de composés phénoliques sont influencées par les parties morphologiques de la plante à utiliser. En particulier, les composés phénoliques des végétaux exercent leur activité antioxydante dans la protection des lipides alimentaires et le compartiment gastrique a été proposé comme le site majeur pour le stress oxydatif lié au régime alimentaire. L’objectif général de cette thèse était d’étudier les variations saisonnières des composés phénoliques d’extraits de feuilles, branches et fruits de la myrtille et de l’airelle rouge ainsi que l’activité antioxydante de ces extraits. Pour cette étude, des extraits aqueux et hydroéthanoliques (fruits uniquement) des échantillons collectés en mai, juillet et septembre pendant les années 2013-2014 ont été obtenus par extraction assistée par microondes.Les analyses qualitatives et quantitatives par UPLC / MS des extraits de la myrtille ont montré la présence de dérivés de l’acide caféique et de l’acide p-coumarique et des glycosides de flavonols dans les feuilles tandis que des oligomères de flavanols étaient aussi présents dans les branches, et ce dans des quantités élevées. La thioacidolyse a révélé de faibles degrés de polymérisation (2-4) et l’(-)-épicatéchine comme unité principale des flavan-3-ols. Il existe une très bonne corrélation entre la Somme des Composés phénoliques par UPLC et la Teneur en Polyphenols Totaux ou l’activité antioxydante dans le test DPPH, excepté pour les feuilles du mois de mai. Ces dernières sont relativement riches en dérives de l’acide p-coumarique. Les effets de la saison apparaissent plus marqués pour les feuilles qui présentent une plus grande activité antioxydante et teneur en polyphénols en juillet et septembre. Ces paramètres sont optimaux en juillet pour les branches de myrtille. La période de de cueillette peut être définie en fonction des structures phénoliques désirées.Dans l’airelle rouge, la présence prédominante de monomères et oligomères de flavanols et de glycosides de quercétine a été identifiée dans toutes les parties morphologiques. Les proanthocyanidines contiennent la (+)-catéchine et la (-)-épicatéchine comme unités d'extension et terminale. De plus, la teneur en polyphénols totaux (méthode de Folin, UPLC) a montré une augmentation légère mais significative de mai à septembre pour les feuilles et les branches. Cette augmentation a été confirmée pour l'activité antioxydante dans le test DPPH pour les feuilles et les branches en 2014.L’activité antioxydante des extraits de myrtille et d’airelle rouge lors de l’inhibition de l’oxydation lipidique (accumulation de diènes conjugués) a été évaluée dans des conditions in vitro simulant la digestion. Tout d'abord, l'inhibition de l’oxydation lipidique a été conduite sur des émulsions huile de tournesol-dans-eau stabilisées par la sérum albumine bovine (BSA) ou des phospholipides d’œuf (PL), qui simulent l’état physique des lipides alimentaires lors de la digestion gastrique. L’oxydation a été initiée par la metmyoglobine, une forme de fer apportée par la viande rouge. Dans les deux modèles d’émulsions, les extraits aqueux des branches et des feuilles et l’extrait hydroethanolique de fruit de myrtille sont des inhibiteurs plus efficaces de l'oxydation lipidique durant la première phase de digestion (pH 5) que durant la seconde phase (pH 3). D’autre part, un extrait de feuilles de myrtille a été testé dans un modèle complet de digestion in vitro statique (étapes orale, gastrique et intestinale). L'oxydation lipidique, rapide lors de la l’étape gastrique (systèmes BSA et PL) et puis plus lente lors de l'étape intestinale (système PL), a été totalement inhibée par l'extrait de feuilles de myrtille. / Bilberry and lingonberry, two shrubs of the Ericaceae family, are consumed as food, beverage and dietary supplements due to their nutritional value and richness in antioxidant polyphenols. In plants, the quality and quantity of phenolic compounds are influenced by the parts of the plant to be used. In particular, plant phenolic compounds provide antioxidant activity in the protection of dietary lipids from oxidation and the gastric compartment has been proposed as a major site for diet-related oxidative stress. The aim of this thesis is to simultaneously assess the seasonal variations of phenolic compounds in leaves, stems, and fruits of bilberry and lingonberry extracts, as well as their antioxidant activity. For this study, aqueous and hydroethanolic (only fruits) extracts of bilberry and lingonberry samples collected in May, July and September during the years 2013-2014 were obtained under microwave-assisted extraction.In bilberry extracts, qualitative and quantitative analyses by UPLC/MS showed the presence of caffeoyl derivatives, p-coumaroyl derivatives, and flavonol glycosides in leaves whereas in stems, flavanol oligomers were additionally identified in significant amounts. Thioacidolysis revealed low degrees of polymerization (2-4) and (-)-epicatechin as the main flavan-3-ol unit. The sum of the phenolic compounds by UPLC was highly correlated with the Total Polyphenol Content and the antioxidant activity in the DPPH test for all the extracts except those of May leaves. The latter were relatively richer in p-coumaric acid derivatives. Seasonal effects were more marked for leaves which exhibited higher antioxidant activities and phenolic contents in July and September when these parameters were maximum in July for bilberry stems. The harvest period can be refined based on the desired phenolic structures. For lingonberry, the predominant presence of monomers and oligomers of flavanols and quercetin glycosides was found in all the morphological parts. Proanthocyanidins contain (+)-catechin and (-)-epicatechin as both extension and terminal units. The sum of the phenolic compounds by UPLC was less correlated with the Total Polyphenol Content and the antioxidant activity in the DPPH test than in bilberry. Furthermore, the total phenolic content (Folin method, UPLC) showed a slight but significant increase from May to September for both leaves and stems. This increase was confirmed for the antioxidant activity by the DPPH test for both leaves and stems in 2014.The antioxidant activity of bilberry and lingonberry extracts against lipid oxidation (formation of lipid-derived conjugated dienes) was evaluated under in vitro simulated digestion conditions. Firstly, the inhibition of lipid oxidation was performed using sunflower oil-in-water emulsions stabilized by bovine serum albumin (BSA) or egg yolk phospholipids (PL), both emulsifiers mimicking dietary components. Oxidation was initiated by metmyoglobin, a form of dietary iron from red meat. In both emulsion models, aqueous extracts from stems and leaves and the hydroethanolic fruit extract of bilberry proved to be more efficient inhibitors of lipid oxidation in the early phase of digestion (pH 5) than during the second phase (pH 3). Secondly, a bilberry leaf extract was tested in the inhibition of lipid oxidation in a complete static in vitro digestion model (oral, gastric and intestinal phases). The fast lipid oxidation in the gastric step (BSA and PL systems) and the slower lipid oxidation in the intestinal step (PL system) were totally inhibited by the bilberry leaf extract.

Ce travail a porté sur l'extraction de substances naturelles de sous-produits de la vigne en mettant en œuvre des procédés "verts" tels que l'extraction par eau sous-critique et la purification par filtration membranaire. Ces procédés représentent une alternative à l'extraction par solvant, traditionnellement utilisée dans la production de substances bio-sourcées. La majeure partie de cette étude a été menée sur des marcs de raisin de cépages variés, l'extraction a été optimisée et comparée sur la base du rendement, de la composition chimique et de l'activité antioxydante des extraits obtenus. De tous les cépages testés, les extraits de Dunkelfelder ont présenté l'activité antioxydante la plus élevée et la concentration en familles de molécules polyphénoliques la plus importante. En outre, ce marc de raisin de Dunkelfelder a été utilisé comme modèle afin d'optimiser les différents paramètres du procédé tels que la température, la pression et le temps de séjour hydraulique. Après la phase d'extraction par eau sous-critique, les extraits obtenus se sont révélés riches en de nombreuses familles de molécules. Ainsi, une étape de purification des composés cibles avant usage industriel s'est révélée indispensable. Le couplage de l'extraction par eau sous-critique avec des procédés membranaires représente une solution innovante pour la purification de ces extraits. Des essais de filtration tangentielle de l'extrait ont été menés avec onze membranes d'ultrafiltration (100 kDa à 2 kDa) et neuf membranes de nanofiltration (1000 Da à 150 Da). Le suivi du procédé s’est appuyé sur une détermination des paramètres opératoires optimisés et sur la détermination des coefficients de rétention des différentes familles des macro et micromolécules. Les résultats obtenus ont démontré que l'utilisation des technologies membranaires pourrait dans le futur, constituer une innovation technologique pour la purification des composés bio-actifs / This work has dealt with extraction of natural substances from winery by-products using "green" processes such as extraction by subcritical water and purification by membrane processes. These processes are an alternative to solvent extraction traditionally used in the natural products industry. Main part of the work was done on different grape pomace, extraction was optimized and compared in terms of yield, chemical composition, and antioxidant activity of extracts. Dunkelfelder extracts exhibited the strongest antioxidant activity and comparison of chemical compositions of the different extracts indicated. Furthermore this Dunkelfelder grape pomace was used as model in order to optimize the different process parameters such as temperature, pressure and hydraulic retention time. After the subcritical water extraction, extracts produced were found to be rich in several families of molecules. An essential purification step of target compounds prior to industrial use was indispensable. Coupling the subcritical water with membrane processes offers an innovative solution for the purification of these extracts. Thereby, the extract was assayed in a cross-flow apparatus against eleven membranes of ultrafiltration (100 to 2 kDa) and nine membranes of nanofiltration (1000 to 150 Da). The monitoring of the process was carried out by determining performance parameters and retention coefficients of different families of macro and micromolecules. The results obtained have demonstrated that the use of membrane technologies could bring innovative changes in the recovery of bioactive compounds for future industries.

La durabilité du bois de teck (Tectona grandis) est une propriété pouvant varier selon le génotype et les facteurs environnementaux. Chez le teck, le degré d'implication des extractibles dans la durabilité naturelle est controversé. A partir d'une approche quantitative incluant les aspects biologiques et technologiques conduites sur des échantillons de bois séchés à l'air ambiant, cette thèse s'est attachée à rechercher les déterminants chimiques de nature phénolique de la durabilité naturelle. Nous avons tout d'abord mis en évidence que les formes osidiques stockées dans l'aubier sont transformées en extractibles de nature quinonique. Nous avons ainsi caractérisé deux composés, l'un dans l'aubier le forsythoside B, un trisaccharide de l'acide caféique et l'autre dans le duramen, le 4',5'-dihydroxy-épiisocatalponol qui ont été identifiés pour la première fois dans le bois de teck. Nous avons mis en évidence que le second composé inhibe la croissance de Trametes versicolor indiquant son rôle directe dans la propriété de durabilité naturelle du bois de teck. Ainsi, les composés du métabolisme des naphthoquinones sont les plus impliqués dans la durabilité naturelle du bois de teck à l'égard de Trametes versicolor et de Poria placenta. Les mécanismes de transformation des sucres pourraient indiquer le niveau de durabilité naturelle des espèces. Ces nouvelles données contribueront aussi à l'amélioration de la qualité du bois qui par ailleurs assure la pérennité des arbres. / Teak (Tectona grandis) wood natural durability is a property which can vary with genotype and environmental factors. The implication of quinonic extractives in the property of natural durability is controversial. Using a quantitative approach including biological and technological conducted on air-dried wood samples, this thesis aimed to search chemical attributes of natural durability. We first demonstrated that osidic forms stored in the sapwood were transformed into quinone derivative. We have characterized two compounds the forsythoside B, a trisaccharide of cafeic acid in the sapwood and in the heartwood, the 4',5'-dihydroxy(epi)isocatalponol that were identified for the first time in teakwood. The latter compound exhibited strong fungicidal activity against Trametes versicolor indicating that its direct implication in decay resistance of teak wood. We have shown that compounds from naphthoquinones metabolism were involved in decay resistance of teak wood against Trametes versicolor and Poria placenta. The mechanisms of sugars transformation may indicate the natural durability level of sustainable species. There these new data will contribute to improve the wood quality that ensures the perennity of trees.

Les nématodes parasites du tube digestif demeurent une contrainte majeure pesant sur la santé, le bien être et les productions des petits ruminants élevés à l’herbe. Le mode usuel de maîtrise de ce parasitisme repose sur l’emploi répété de molécules chimiques anthelminthiques. Toutefois, le développement et la diffusion généralisée de résistances à ces molécules dans les populations de vers imposent désormais d’utiliser ces traitements avec discernement et de trouver des solutions complémentaires ou alternatives. L’incorporation dans la conduite d’élevage (ration des moutons ou des chèvres) de légumineuses fourragères riches en tannins condensés dotées de propriétés anthelminthiques s’est avérée une option prometteuse pour réduire le recours aux molécules chimiques. Toutefois, une des difficultés d’application de ces plantes tient à la variabilité des résultats observés. En prenant le sainfoin comme modèle de légumineuse contenant des tannins et en s’appuyant essentiellement sur des méthodes in vitro basées sur les larves 3 infestantes, l’objectif général de cette thèse est d’analyser le rôle respectif de facteurs liés à l’environnement, aux variétés génétiques ou aux modes de préservation technologiques sur les propriétés anthelminthiques. Quelque soit le critère envisagé, une forte variabilité a été observée. Les principales variations liées à l’environnement dépendaient de l’année et du cycle de coupe, ainsi que du site d’exploitation. Parmi les 38 variétés testées, 9 se sont avérées à forte activité AH, alors que 22 étaient à très faible activité. Enfin, les résultats ont aussi surtout souligné une plus forte activité antiparasitaire dans des formes séchées ou ensilées par comparaison à des échantillons frais. La comparaison des profils biochimiques liés à cette variabilité a permis une exploration des composés phénoliques expliquant l’activité anthelminthique. L’existence d’une relation dose-réponse a été précisée. Le rôle des tannins condensés a été confirmé, notamment ceux à faible degré de polymérisation et à faible poids moléculaire. L’importance des prodelphinidines qui seraient plus actives que les procyanidines reste à confirmer. De plus, il a été montré que d’autres flavonoides peuvent jouer un rôle, notamment les flavan-3-ols et les flavonols. La différence d’activité entre les échantillons de sainfoin ensilés ou fanés par comparaison aux échantillons frais s‟expliquerait en partie par la présence de formes non glycosidés de flavonols. Ces résultats devraient conduire à développer des méthodes de dosage pour identifier les échantillons de sainfoin, et plus généralement de légumineuses riches en tannins, dotés de propriétés anthelminthiques significatives. / Gastrointestinal nematodes remain a major constraint on the health, welfare and production of small ruminants. Over the past decades, the usual mode of control of this parasitism has mainly relied on the repeated use of chemical anthelmintics. However these treatments are nowadaysfacing some limits among which the most important is the development and widespread diffusion of resistance to these chemical molecules within worm populations. Consequently, the need to find complementary or alternative solutions is becoming urgent. The possible exploitation of forage legumes, rich in condensed tannins, with anthelmintic properties, by incorporation in the diet of sheep or goats, seems a promising option to reduce the reliance on chemical molecules. However, one of the main difficulties to use these plants as nutraceuticals relates to the variations in results. By using sainfoin (Onobrychis viciifoliae) as a model of tannin-containing legume and based on in vitro methods on the infective third stage larvae, the main objectives of this PhD were i) to examine the influence of environmental, genetic (40 different varieties) and technological (mode of preservation) factors on the anthelmintic properties of sainfoin and ii) to analyse whether differences in phenolic compounds might explain the variations. Whatever the factor considered, a high variability in results was observed. The main variations due to the environmental factors depended on the year and the cycle of cutting, as well as on the site of cultivation. Among the 38 varieties tested, only 9 have shown AH activity over 50 %. Last, a higher antiparasitic activity was found in the dried or ensiled forms compared to the fresh samples. A comparison of the biochemical profiles associated with these variations indicated a role of proanthocyanidins plus other phenolic compounds in the anthelmintic properties. The dose-response relationship between the AH activity and the ability to form complex with proteins was defined. The role of condensed tannins was confirmed, particularly those with a low degree of polymerization. The respective importance of prodelphinidins vs procyanidins remains to be further investigated. Moreover, the possible role of other flavonoids, in particular of flavan-3-ols and flavonols was also confirmed. The difference in activity between dried or ensiled forms compared to fresh sainfoin samples was partly explained by the presence of flavonol aglycosides. These results should favour the development of measurements in order to identify sainfoin samples with higher anthelmintic properties.

Les maladies d’Alzheimer et de Parkinson (MA et MP) sont des maladies neurodégénératives entrainant une diminution des fonctions cognitives et locomotrices et toujours dépourvues de traitements curatifs. La consommation d’huile d’olive et des polyphénols qu’elle contient atténuerait la survenue des démences telles qu’observées dans la MA ou la MP. À ce jour, ces composés phénoliques ont été étudiés de manière isolée afin de caractériser leur réactivité vis à vis des radicaux et leurs effets biologiques, mais les concentrations utilisées (5–100 µM) sont supérieures aux concentrations retrouvées dans le plasma (0.5-2,8 ng/ml). Jusqu’à présent, aucune étude n’a observé les effets de ces composés combinés, alors que l’oleuropéine et le tyrosol, des composés phénoliques parmi les plus abondants dans l’huile d’olive et que l’acide p-coumarique, un dérivé d’acide hydroxycinnamique, sont connus pour leurs activités antioxydantes et leur biodisponibilité. Dans un contexte cellulaire, les composés phénoliques agissent à travers leurs capacités de donneurs d’atomes d’hydrogène et/ou d’électrons, et impactent la régulation des défenses antioxydante. En conditions oxydatives, ils peuvent subir des modifications structurelles et mener à de nouveaux composés. L’impact cellulaire de ces derniers est encore peu étudié, car leur devenir dans le contexte d’un métabolisme oxydatif reste obscur. L’étude des métabolites issus de l’oxydation des composés phénoliques est donc d’une réelle importance afin d’approfondir les connaissances sur leurs mécanismes d’actions au niveau biologique. Nous avons émis l’hypothèse que la combinaison de l’oleuropéine, du tyrosol et de l’acide p-coumarique potentialise leurs effets neuroprotecteurs à travers leurs capacités de donneurs d’électrons et en lien avec la production des métabolites associés. Ce propose une approche pluridisciplinaire intégrant des composantes biologiques et des questions relevant de la physico-chimie, en s’appuyant sur des outils électrochimiques. En premier lieu, nous avons démontré que l’association de ces trois composés (Mix 1) permettait de potentialiser leurs effets neuroprotecteurs avec concentrations efficaces à 0.1 et 1µM, contrairement aux concentrations neuroprotectrices lorsque ces composés sont utilisés individuellement (5 à 10 fois plus élevées). Le Mix1 augmente la réactivité des composés phénoliques vis-à-vis d’espèces réactives de l’oxygène et permet une diminution de leur génération intracellulaire. Cette neuroprotection semble en partie médiée par une régulation des facteurs de régulation rédox endogènes. Dans un second temps, nous avons comparé le comportement en conditions oxydatives acellulaires de l’oleuropéine, du tyrosol et de l’acide p-coumarique individuellement et dans le Mix1. L’analyse en LC-MS2 des composés stables issus de l’oxydation du Mix 1 a montré une diminution des taux d’oxydation relatifs de chacun des composés, ainsi que la détection de trois néocomposés spécifiques de l’oxydation du Mix1. De plus, un effet neuroprotecteur significatif du Mix1 oxydé a été observé dès 1 et 5 nM, ce qui soutient l’hypothèse que les produits issus de l’oxydation des composés phénoliques peuvent participer aux effets biologiques des composés natifs. Notre troisième objectif était d’évaluer si les composés issus de l’oxydation des composés phénoliques pouvaient être générés dans un système biologique. L’analyse en LC-HRMS des extraits de cellules neuronales traitées avec le Mix1 en conditions oxydatives a révélé que ces composés étaient toujours présents sous leurs formes natives dans les cellules après plusieurs heures de traitement. Ce projet multidisciplinaire a permis d’observer les effets des composés phénoliques sous plusieurs angles. Il confirme qu’un effet neuroprotecteur de composés issus de l’oxydation est possible et ouvre la voie à de nouvelles approches pour le développement de formulations efficaces pour limiter le stress oxydatif au niveau cérébral. / Alzheimer and Parkinson diseases (AD and PD) are neurodegenerative disorders leading to cognitive function decline and curative treatments are still missing. Olive oil and related phenolic compounds consumption could prevent or slow down cognitive decline through neuronal preservation. Indeed, they have direct antioxidant properties as electrons or H-atom donors, which are largely suspected of being responsible for their biological effects, but also of some indirect properties as modulators of endogenous antioxidant defenses. The secoiridoid oleuropein and the monophenols tyrosol and p-coumaric acid have shown abilities to counteract oxidative injuries and associated neuronal death in several cellular and in vivo models. However, the basic mechanisms of action of phenolic compounds remain to be elucidated. In fact, phenolic compounds are highly sensitive to oxidative modifications and could be transformed into new compounds in an oxidative context. Cellular impacts of these products are rarely considered, probably because their intracellular detection is a great challenge and remain an important field to explore. Moreover, oleuropein, tyrosol and p-coumaric were individually evaluated in order to characterize their own reactivity towards ROS and their biological properties. However, the concentration ranges used to observe neuroprotection in cellular models (5 – 100 µM) were far from the possibly recovered phenolic concentration in plasma (0.5 - 2,8 ng /ml of plasma). To observe an effect with concentration range closer to the physiological ones, several antioxidant combinations could be proposed. Nevertheless, despite the biological promises of phenolic compounds from olive oil, studies which combined some of the most abundant phenolic compounds in the neuroprotection field is still missing. We thus hypothesized that the combination of oleuropein, tyrosol and p-coumaric acid in equimolar proportion (Mix 1) could potentiated their ROS scavenging and neuroprotective properties to counteract oxidative stress-induced neuronal death. These effects could be in part due to their oxidized metabolites. First, we demonstrated that the association of these three phenolic compounds potentiated their neuroprotective effects with efficient concentrations at 0.1 and 1µM, contrary to concentration ranges when there are used individually (5 to 10 higher). The Mix1 increase the reactivity of phenolic compounds towards ROS and decreases their intracellular production. These neuroprotective properties seems, at least in part, lead by a regulation of the endogenous redox factors. Then, we compared the behavior of Oleuropein, tyrosol and p-coumaric acid individually and in the Mix1 under acellular oxidative conditions. The oxidized Mix1 LC-ESI-MS2 profiles showed a regeneration of oleuropein through a decrease of the phenolic compounds oxidation rate and highlight the presence of specific oxidized products in Mix 1. This study also showed a significant neuroprotection of oxidized Ole and oxidized Mix1 with very low concentrations (1 and 5 nM), suggesting the putative relevant role of oxidized Ole products to protect or delay neuronal death. Our third objective was to evaluate if these oxidized metabolites could be produced in a biological system. Even under oxidative conditions, we recovered these compounds in cellular extracts under their native forms after few hours of treatments, attesting their accumulation in neuronal cells. Taking together, our results pointed out the relevance to study the phenolic compounds from a chemical and a biological point of view, which should always be as cellular redox reactions are between biological and chemical fields. Lastly, we confirmed the significance to take into account the oxidized metabolites from phenolic compounds to deeper understand their biological properties.

L’industrie libanaise du raisin et de la viniculture acquit dans les quelques années passées une renommée internationale du fait de la bonne qualité du vin produit. Il a été démontré que les constituants suspectés d’être responsable des caractéristiques biologiques du raisin sont les composés phénoliques. Ces derniers sont des métabolites secondaires des plantes, impliquées dans la protection vis-à-vis des conditions extrêmes environnementales et dans la défense contre les parasites. Ces composés contribuent aussi au goût, à l’astringence et à la couleur des produits issus du raisin. De plus, ils exhibent un pouvoir antioxydant, de ce fait un large spectre d’effets pharmacologiques leur sont attribués i.e. des propriétés anti-inflammatoire, anti-carcinogène et antiallergique. Ils peuvent aussi réduire le risque des maladies cardio-vasculaires. La production des composés phénoliques dans les fruits peut être affectée par le microclimat et les caractéristiques du terroir.En premier lieu, nous avons optimisé l’extraction des composés phénoliques totaux et des anthocyanes du raisin cultivé au Liban. Un modèle statistique basé sur la méthodologie de la surface de réponses a été utilisé pour étudier les effets de paramètres tels que le temps, la température, le choix et ratio du solvant organique dans le mélange sur la procédure d’extraction et la determination des conditions optimales. La Chromatographie Liquide à Haute Performance ou HPLC a aussi été utilisée pour suivre l’évolution de quelques composés phénoliques en fonction de la modification des paramètres d’extraction.En second lieu, afin d’étudier l’impact des composés phénoliques sur la santé humaine, l’effet de l’extrait de raisin obtenu à paritir du cépage Cabernet Sauvignon (Vitis Vinifera L. Cv. Cabernet Sauvignon) sur les cellules d’adénocarcinome colorectal – HT-29 a été déterminé.La viabilité, la prolifération, l’apoptose et le cycle cellulaire ainsi que le potentiel de membrane mitochondrial en présence de l’extrait de raisin, ont été mesurés à l’aide des techniques de microscopie, de cytométrie en flux et d’histochimie.La technologie des puces à ADN a été utilisée pour détecter des changements au niveau de l’expression des gènes dans les cellules HT-29 et pour révéler les voies de signalisation impliquées dans la réponse cellulaire aux composés phénoliques. Cette étude couvre différents aspects de la biochimie des composés phénoliques et aide à mieux comprendre leur impact sur la santé humaine, surtout au niveau cellulaire. De plus, ce projet de thèse ajoute à la valeur de l’industrie libanaise du raisin et de ses produits en proposant des conditions optimales pour extraire, analyser les composés phénoliques et montrer leurs qualités à l’échelle cellulaire. / Due to wine high quality, the Lebanese grape industry and wineries became in the past few years a business of worldwide trust. The components proved to be responsible of the grapes biological characteristics are the phenolic compounds. These are secondary plant metabolites especially implicated in plant protection against environmental extremes and defense against parasites. They as well contribute to flavor, astringency and color characteristics of grape products. Moreover, they are powerful antioxidants and exhibit a wide range of biochemical and pharmacological effects, including anti-inflammatory, anti-carcinogenic and anti-allergic properties. They can also reduce the risk of coronary heart diseases. The phenolic compounds production in fruits may be affected by microclimate and soil characteristics.Our study aimed first of all to optimize the extraction of total phenolic compounds and antocyanins from Lebanese planted grapes.Statistical experimental design based on the response surface methodology was employed to investigate the effects of parameters like time, temperature, organic solvent / water ratio on the extraction procedure, and the determination of optimum conditions.HPLC (High Performance Liquid chromatography) was also used to monitor the evolution of some phenolic compounds when modifying the extraction parameters.Second of all, to study the impact of phenolic compounds on human health, the effect of the extract obtained from Cabernet Sauvigon (Vitis vinifera L. Cv. Cabernet Sauvignon) grapes was determined on a colorectal adenocarcinoma cell line; HT-29. Cell viability/proliferation, apoptosis, cell cycle and mitochondrial membrane potential in presence of the extracts, were measured using microscopy, flow cytometry and fluorescent staining.The DNA chips technology was used to detect changes at the gene expression level of the cell line used in this study after incubation with grape extracts, and to reveal certain pathways implicated in cellular response to phenolic compounds.This study covers different aspects in the biochemistry of phenolic compounds and helps in a better comprehension of their impact on human health at the cellular level. This also provides a better value to the Lebanese grape industry and products by proposing optimal conditions to extract, monitor the phenolic compounds and by showing their roles on the cellular level

Les Composés Organiques Volatils d’origine Biogénique (COVB) émis par la végétation représentent 1PgC.an-1 à l’échelle globale. Ces COVB, une fois émis dans l’atmosphère, peuvent participer à la formation d’ozone troposphérique ainsi qu’à la formation d’aérosols organiques secondaires et donc à la pollution atmosphérique. C’est pourquoi, il est important de quantifier le plus précisément possible les taux d’émissions de COVB et de mieux comprendre quels sont les facteurs environnementaux qui contrôlent ces émissions. Il est bien connu que les émissions de COVB sont contrôlées par la lumière et/ou la température mais elles peuvent également être influencées par d’autres facteurs comme le stress hydrique, bien que son impact soit encore mal compris. En effet, il a été montré que le déficit hydrique pouvait augmenter ou diminuer les émissions de COVB selon son intensité, sa durée et l’espèce étudiée. Dans le cadre du changement climatique, une intensification de la sécheresse est attendue en région Méditerranéenne avec une augmentation de la température, une diminution des pluies ainsi qu’une prolongation de la période de sécheresse. Ce changement climatique pourrait donc modifier les émissions de COVB. De plus, les effets d’une sécheresse appliquée sur plusieurs années sont encore mal connus. Dans cette étude, nous nous sommes intéressés à la réponse des émissions de COVB du chêne pubescent (Quercus pubcescens Willd.)face au stress hydrique attendu en région méditerrannéenne avec le changement climatique. / Biogenic Volatile Organic Compounds (BVOC) emitted by vegetation represent 1PgC.yr-1 at the global scale. These BVOC, once emitted into the atmosphere, can participate in the troposheric ozone formation as well as secondary oragnic aerosols and, consequently, on the atmospheric pollution. That’s why, it is very important to quantify, as accurately as possible, the BVOC emissions and to improbe the knowledge about the environmental factors which drive these emissions. It is well known that BVOC emissions are controlled by the light and the temperature but they can be impacted by other factors such as water stress. Nevertheless, these mechanisms are not well understood yet, since it has been shown that water stress can increase or decrease BVOC emissions according to the intensity and the duration of stress. In a context of climate change, we can expected an intensification of summer drought in Mediteranean area with an incerase of temperature, a decrease of rainfall as well as an elongation of stress period. This climate change could modify BVOC emissions. Moreover, the effects of a water stress applied during several years are not known. In this study, we wanted to evaluate the impact of water stress, expected with climate change, on BVOC emitted by Downy oak (Quercus pubescens Willd.), main isoprene emitter of Mediterranean region.

Maîtriser l'impact des maladies sur les cultures est un défi majeur de l'agriculture moderne. Cette préoccupation est un aspect important de l'optimisation de la productivité, notamment en viticulture. En France, le mildiou de la vigne causé par Plasmopara viticola est une des maladies cryptogamiques responsable des épidémies les plus dévastatrices et les plus redoutées. Les traitements reposent sur l'utilisation préventive, systématique et onéreuse de composés chimiques antifongiques dont l'utilisation massive constitue un risque à la fois pour l'homme et l'environnement. La réduction de l'utilisation de fongicide implique le développement d'outils de diagnostic au champ, qui requiert la compréhension des interactions entre la plante et les agents pathogènes. Les travaux de cette thèse pluridisciplinaire ont porté sur le pathosystème Plasmopara viticola - Vitis vinifera, notamment pour répondre à l'intérêt croissant pour un outil de diagnostic en temps réel de la maladie utilisable au vignoble. Les stilbènes sont des phytoalexines impliqués dans la défense de certaines plantes supérieures vis-à-vis de stress biotiques et abiotiques. L'autofluorescence de ces composés phénoliques, dont la biosynthèse est induite dans les feuilles de vigne par P. viticola, en fait un potentiel marqueur naturel de l'infection. En effet, la faible autofluorescence bleu-verte des feuilles de vigne saines est considérablement renforcée par l'autofluorescence violet-bleue des stilbènes à la surface de feuilles de vigne infectée par P. viticola. Cette étude a montré que quelque soit le niveau de résistance du génotype, l'autofluorescence violet-bleue des stilbènes induit par l'infection est présente au niveau des parois des cellules de l'épiderme. En dehors de la concentration, la viscosité s'est révélé être la principale variable physico-chimique influençant l'intensité de l'autofluorescence des stilbènes dans les différents compartiments cellulaires des feuilles de vigne. Ceci explique la fluorescence intense des parois, particulièrement rigides, des cellules de garde (stomates) des feuilles infectées. Le suivi cinétique journalier a révélé la nature transitoire de l'autofluorescence des stilbènes lors de l'infection. La robustesse et l'intérêt de ce signal a également été validée par la mesure à différentes échelles (de la cellule à la feuille entière) et avec différentes méthodes fluorimétriques. Les résultats de ce travail ont permis des avancées sur la connaissance du rôle de composés phénoliques induits et constitutifs dans la défense contre P. viticola. En plus de la localisation de l'autofluorescence des stilbènes en surface des feuilles, la microscopie confocale couplée à la microspectrofluorimetrie a révélé différentes localisations de ces phytoalexines dans la profondeur des tissus en corrélation avec le niveau de résistance des génotypes. L'utilisation de l'autofluorescence des stilbènes comme marqueur de l'infection a permis de mettre en évidence : 1) le fait que les flavonols constitutifs des feuilles de V. vinifera retardent le développement de l'infection par P. viticola; et 2) le fait que les acides hydroxycinnamiques constitutifs ne semble pas participer à la défense contre P. viticola. Enfin, une nouvelle méthode de diagnostic non-destructive du mildiou sur feuille basée sur l'autofluorescence des stilbènes a été développée. Elle a montré une détection pré-symptomatique du mildiou sur les feuilles de vigne entières dès le premier jour après l'infection sur la face abaxiale et le troisième jour sur la face adaxiale. Cette méthode de diagnostic du mildiou a été validée au laboratoire notamment grâce à un prototype de capteur proximal développé en collaboration avec la société Force-A. La validation de la méthode au vignoble dans le cadre d'infection naturelle est la prochaine étape pour une utilisation de ce capteur optique dans le cadre de l'agriculture durable et de la sélection variétale.

Quatre genres de Sargassaceae présentant de forte biomasse en Bretagne et/ou dans le Pacifique Sud ont été choisi comme modèles de cette étude. Les objectifs étant i) de mieux comprendre l'écologie chimique des Sargassaceae en milieu tempéré et en milieu tropical, ii) de rechercher des chimiomarqueurs spécifiques à certaines espèces et iii) de rechercher de molécules potentiellement bioactives. Ainsi, un travail pluridisciplinaire a été entrepris avec l'étude de l'écologie chimique des Sargassaceae, en Bretagne d'une part, via l'étude des variations spatio-temporelles de certains composés de défenses synthétisés par Sargassum muticum, Bifurcaria bifurcata et Cystoseira baccata associé à un suivi écologique de ces espèces et dans le Pacifique Sud d'autre part, via l'étude de ces mêmes composés de défenses au sein de Turbinaria sp. et Sargassum sp provenant de différents sites. Parallèlement, deux études de chimiotaxonomie ont été menées. D'une part sur le genre Turbinaria afin d'identifier un ou des chimiomarqueur(s) permettant de discriminer T. ornata et de T. conoides. Et d'autre part sur B. bifurcata afin de mieux comprendre la répartition géographique des types chimiques existants au sein de cette espèce. Puis, pour répondre au troisième objectif de cette thèse, trois activités biologiques ont été recherchées en priorité au sein des espèces étudiées: la cytotoxicité, l'activité anti-inflammatoire et la neurotoxicité. Les résultats de cette étude ont permis i) de mettre en évidence l'impact des conditions environnementales sur les variables biologiques et écologiques étudiées chez ces espèces en milieu tempéré comme en milieu tropical ; ii) d'identifier l'acide turbinarique comme étant un chimiomarqueur de l'espèce T. conoides et de mettre en évidence l'existence d'écotypes chez B. bifurcata ; iii) de rapporter l'activité anti-phospholipase A2 d'acides gras issus d'algues du Pacifique Sud et l'activité antiradicalaire et antioxydante de l'éléganolone isolée chez B. bifurcata.