Les substances naturelles issues de la biomasse des végétaux ont des intérêts multiples mis à profit dans la biotechnologie tant dans l’industrie alimentaire, cosmétique que pharmaceutique. Parmi ces composés on retrouve une grande partie des métabolites secondaires qui se sont surtout illustrés en thérapie. On a longtemps employé des remèdes traditionnels à base de plantes sans savoir à quoi étaient dues leurs actions, les études des métabolites secondaires font l’objet de nombreuses recherches basées sur les cultures in vitro et in vivo de tissus végétaux. C’est le cas notamment des composés phénoliques, polyphénols, flavonoïdes, anthocyanines et tanins, qui font l’objet de notre étude, composés largement utilisés en thérapeutique comme vasculoprotecteurs, anti-inflammatoires, inhibiteurs enzymatiques, antioxydant et anti radicalaires. Nos travaux ont portés sur les extraits issus des 6 plantes (Daniella oliveri, Desmodium adscendens, Ficus capensis, Securidaca longependuculata, Stevia rebaudiana, Vitex doniana) utilisées traditionnellement pour traiter plusieurs maladies dans diverses parties du monde (Amérique, en Afrique). La méthodologie mise au point pour l’analyse de ces extraits a été appliquée pour le dosage des exsudats racinaires de Miscanthus x géant). La combinaison de certaines méthodes d’analyses chimiques, spectrophotométries (UV, RMN, SM), chromatographies (CCM, CC, HPLC, GC-MS) et biologiques nous ont permis de faire une évaluation quantitative, qualitative des composés phénoliques extraits des 7 plantes d’origines diverses utilisés par la médecine traditionnelle. Les analyses complémentaires ont permis de mettre en évidence les capacités antioxydantes et anti-radicalaires de ces extraits. Tandis que les tests biologiques ont été utilisés pour l’évaluation de certaines propriétés telles que les propriétés antimicrobiennes et anti-inflammatoires. Les résultats de ces travaux nous ont permis d’affirmer que l’ensemble des extraits de plantes étudiés présente des très bonnes propriétés antioxydantes qui pourrait nous permettre de les recommander dans la biotechnologie. / Natural substances from biomass plant have taken advantage of multiple interests in the biotechnology industries both in food, cosmetic and pharmaceutical. Between these compounds are found much of secondary metabolites which are mainly illustrated in therapeutics. Traditional medicines has used for long time plant materials for healing without knowing what had caused their actions, then studies of secondary metabolites are the subject of numerous studies based on in vitro and in vivo cultures of plant tissues. These include phenolic compounds, polyphenols, flavonoids, anthocyanins, tannins ... which are the subject of our study, compounds widely used in therapeutics as vasculoprotective, anti-inflammatory, enzyme inhibitors, antioxidant and anti free radical. Our work has brought the excerpts from six plants (Daniella oliveri, Desmodium adscendens, Ficus capensis, Securidaca longependuculata, Stevia rebaudiana, and Vitex doniana) traditionally used to treat many diseases in various parts of the world (America, Africa, Asia). The methodology developed for the analysis of these extracts has been applied for the determination of root exudates of Miscanthus x giganteus. The combination of some methods of chemical analysis, spectrophotometry (UV, NMR, MS), chromatography (TLC, CC, HPLC, GC-MS) and biology allowed us to evaluate quantitative and qualitative phenolic extracts from these plants materials. Further analysis helped to highlight the antioxidant capacity and anti-radical of these extracts. While biology tests were used for the evaluation of certain properties such as antimicrobial and anti inflammatory. The results of this work have allowed us to conclude that all plant extracts studied has very good antioxidant properties that may allow us to recommend them in biotechnology.

Nous avons cherché à améliorer les caractéristiques des résines aminoplastiques et phénoliques utilisées dans la fabrication des panneaux de particules et de contreplaqués. Pour cela nous avons incorporé différents additifs ou charges dans les résines. Il s’agit du polymère de diphénylméthane diisocyanate pMDI, du polyuréthane sous forme de poudre micronisée PUR, de l’albumine, de divers polyéthers fluorés PolyFox et de polycondensats UF à base de propionaldéhyde UFP. L’ensemble des formulations et des méthodes de préparation des résines est présenté dans ce mémoire. Au laboratoire, nous avons synthétisé quatre types de résines : UF (Urée-Formaldéhyde), PF (Phénol-Formaldéhyde), UFP (Urée-Formaldéhyde-Propionaldéhyde) et UP (Urée-Propionaldéhyde). Nous avons également appliqué deux résines commerciales UF. Les résines ont été analysées par RMN 13C, GPC, TMA et IR. Les panneaux de particules et de contreplaqués ont été fabriqués avec les différents mélanges collants, analysés pour certains d’entre eux par microdensitométrie et MEB et tous testés selon les normes européennes. / The work in this thesis has tried to improve the characteristics of aminoplastic and phenolic resins used to make wood particleboard and plywood. To achieve this a number of different additives, active extenders and fillers have been added to the resins. These were polymeric diphenylmethane diisocyanate (pMDI), micronized waste polyurethane (PUR) powders, a protein namely albumin, a number of fluorinated polyethers (PolyFox) and urea-formaldehyde (UF) polycondensates in which part of the formaldehyde was substituted with propionaldehyde to form urea (formaldehyde-propionaldehyde (UFP) resins. The totality of the formulations and methodologies used for the preparation of the resins is presented in this thesis. Four types of laboratory resins have been synthetised: UF (Urea-Formaldehyde), PF (Phenol-Formaldehyde), UFP (Urea-Formaldehyde-Propionaldehyde) and UP (Urea-Propionaldehyde). Two commercial UF resins have also been used. All the resins were analysed by 13C NMR, gel permeation chromatography (GPC), thermomechanical analysis (TMA) and infrared spectrometry (FT-IR). The plywood and wood particleboard were prepared with the different glue-mixes, and tested according to the specifications of the relevant European Norms. Some of the panels were also analysed by X-ray microdensitometry and MEB.

L’ochratoxine A (OTA) est une mycotoxine issue du métabolisme secondaire des champignons filamenteux appartenant aux genres Penicillium et Aspergillus. Cependant, Aspergillus carbonarius est le majeur producteur de l’OTA sur les raisins. L’OTA a été retrouvée dans différents types de denrées alimentaires ainsi que lesurs produits dérivés. Le profil toxicologique de l’OTA due aux effets néfastes qu’elle présente sur la santé humaine et animale (effets hépatotoxiques, immunotoxiques, génotoxiques, tératogènes et cancérogènes) a conféré à cette mycotoxine une attention majeure auprès des instances internationales afin de limiter son occurrence. Ce projet est dédié pour trouver un moyen de lutte biologique, pouvant réduire l’OTA produite par A. carbonarius d’une part, et détoxifier les matrices alimentaires non conformes aux normes d’une autre part. La première stratégie était d’employer des huiles essentielles (cardamome, céleri, cannelle, taramira, origan, feuille de laurier, cumin, fenugrec, mélisse, menthe, sauge, anis, camomille, fenouil, romarin, romarin et thym) ainsi que des composés phénoliques extraits de plantes médicinales (feuille de laurier, cumin, fenugrec, mélisse, menthe, sauge, anis, camomille, fenouil, romarin et thym) afin d’évaluer leur effet sur la production de l’OTA dans le milieu SGM. Cette approche a été complétée par une étude moléculaire dans le but d’évaluer l’expression des gènes de biosynthèse de l’OTA (acpks, acOTApks et acOTAnrps) ainsi que les gènes de régulation (veA et laeA) chez A. carbonarius. Les résultats ont décelé que les huiles essentielles ont une activité fongicide plus élevée que celle des extraits phénoliques. Effectivement, les huiles essentielles du thym, de l’origan, du taramira, et de la cannelle ont bloqué complètement la croissance d’A. carbonarius. Cependant, les huiles essentielles du fenouil, de la cardamome, de l’anise, de la camomille, du céleri et du romarin ont réduit l’OTA sans autant affecter la croissance fongique. Le mode d’action de ces dernières a été mis en évidence en suivant l’expression des gènes acpks, acOTApks, acOTAnrps, veA et laeA, impliqués dans la biosynthèse de l’OTA chez A. carbonarius. Le gène acpks a été réprimée le plus (99.2%) quand A. carbonarius a été mis en culture avec 5 µL/mL du fenouil, entrainant ainsi une réduction de 88.9% de l’OTA. La deuxième stratégie était de développer un moyen de lutte biologique pouvant détoxifier les matrices alimentaires contaminées. Cette méthodologie a été développée suite à l’utilisation de sept souches d’actinobactéries (AT10, AT8, SN7, MS1, ML5, G10 et PT1), en évaluant leur capacité à métaboliser l’OTA, adhérer cette toxine à leur paroi membranaire ainsi que leur effet sur l’expression des gènes impliqués dans la biosynthèse de l’OTA chez A. carbonarius (acpks, acOTApks, acOTAnrps, veA et laeA). Les résultats ont montré que toutes les souches possèdent la capacité d’adhérer l’OTA à leur surface, notamment la souche SN7 qui a réduit 33% de l’OTA après 60 minutes d’incubation dans une solution PBS (Phosphate Buffer Solution) non nutritive. Les souches AT10 et SN7 ont métabolisé 51.94 et 52.68% de l’OTA ajoutée au milieu ISP2 (International Streptomyces Project-2) après 5 jours de culture à 28 °C. Cependant, les souches MS1, ML5 et G10 étaient les seules à avoir un effet sur l’expression des gènes de biosynthèse de l’OTA chez A. carbonarius. Effectivement les gènes acpks, acOTApks et acOTAnrps ont été réprimé respectivement de 37.1, 23.9 et 21% par MS1, de 39, 23 et 11.1% par ML5 et de 39, 18.3 et 11.1% par la souche G10. Ce projet a mis en valeur la capacité des extraits naturels (composés phénoliques et huiles essentielles) et des actinobactéries à prévenir d’une part la production de l’OTA et d’autre part réduire ses taux, sans pourtant affecter l’équilibre naturel ni engendrer l’apparition des débris toxiques dans les aliments traités.

Les professionnels de la filière vin sont à la recherche de méthodes globales pour suivre la maturité du raisin et ainsi en déterminer la qualité à la vendange pour l'élaboration de leurs vins. Dans ce contexte, le principal objectif de ce travail est de rechercher des méthodes sensorielle et instrumentales innovantes pour suivre globalement la maturation des baies de raisin de Cabernet franc. La spectroscopie VisNIR et l'analyse sensorielle des baies de raisin apparaissent comme les méthodes les plus prometteuses en terme de suivi de maturation pour la filière vin. La technique de double compression à 20 % n'est en revanche pas appropriée pour suivre la maturité « texturale ». D'autres techniques mécaniques destructives pourraient cependant être envisagées comme la pénétrométrie. La spectroscopie de fluorescence a permis de suivre la maturité phénolique du raisin. Mais, cette méthode doit être optimisée pour gagner en précision. Une méthode capable de caractériser la qualité globale du raisin a également été recherchée. La spectroscopie VisNIR et les descripteurs sensoriels permettent de caractériser les différents aspects de la qualité globale du raisin pendant sa maturation. Ces deux techniques permettent en effet une caractérisation en termes de maturités technologique, phénolique, aromatique et « texturale ». La méthode d'analyse sensorielle des baies de raisin est en cours de transfert vers les professionnels de la filière afin d'obtenir un outil d'aide à la décision pour déterminer la date de vendange. La mise au point d'un appareil portable de spectroscopie VisNIR pourrait quant à elle être envisagé afin de réaliser des mesures directes dans les parcelles.

L'enveloppe mycobactérienne contient de nombreux lipides uniques qui jouent un rôle clé dans leur pathogénicité. Certains lipides ont été identifiés comme antigènes, les glycolipides phénoliques (PGL), le lipoarabinomannane (LAM), les sulfoglycolipides diacylés (Ac2SGL) et les phosphatidylinositolmannosides (PIMs). Le but de cette thèse est la synthèse chimique des épitopes de deux glycolipides mycobactériens importants : les glycolipides phénoliques et les phosphatidylinositol mannosides. / The mycobacterial cell envelope contains many unique lipids which play a key role in the pathogenicity. Some of the lipids have been identified as antigens, the phenolic glycolipids (PGLs), the lipoarabinomannan (LAM), the diacylated sulfoglycolipid (Ac2SGL) and the phosphatidylinositolmannoside (PIMs). The main theme of this thesis is the chemical synthesis of the epitopes of two important mycobacterial glycolipids : phenolic glycolipids and phosphatidylinositol mannosides.

Les réactions d'oxydation impliquant les composés phénoliques semblent induire des modifications non négligeables du profil chimique et sensoriel des vins. Les travaux concernent l’étude des mécanismes réactionnels impliquant certains thiols volatils, contributeurs de l’arôme distinctif et de la complexité des vins des différents cépages avec les composés phénoliques oxydés des vins blancs, principalement les flavan-3-ols. En solution modèle de composition proche du vin, une réactivité différente des thiols volatils selon leur nature chimique vis à vis des formes oxydées des flavan-3-ols a été établie. La synthèse et la caractérisation des adduits par RMN entre les principaux composés phénoliques des moûts et des vins blancs et le 3-sulfanylhexanol, présentant des nuances d’agrumes, a ensuite été réalisée en conditions d’oxydation chimique et enzymatique. La suivi cinétique de la formation des adduits par CLHP-ESI-SM a permis de mettre en évidence une réactivité du thiol spécifique vis à vis d’un substrat polyphénolique, d’établir le rôle catalytique des métaux (Fe2+) et la capacité antioxydante du dioxyde de soufre vis à vis de ces mécanismes réactionnels. La compréhension de mécanismes fondamentaux de la réactivité de la (+)-catéchine et de la (-)-épicatéchine en conditions œnologiques avec les thiols volatils nous a permis de décliner les travaux à l’étude de l’influence de la présence des flavan-3-ols au cours de la vinification et de l’élevage des vins sur ces composants de l’arôme des vins blancs. / Oxidation reactions involving phenolics might change wines chemical and sensory profile. The present work concern the study of reactional mechanisms implying certain volatile thiols, responsible of distinctiveness and complexity of various wines, with white wines oxidized phenolic compounds, mainly flavan-3-ols. In a model wine solution, a different volatile thiol reactivity pattern according to their chemical nature with respect to oxidized flavan-3-ols forms was established. The adducts synthesis and characterization by NMR between the principal white musts and wines phenolic compounds and the 3-sulfanylhexanol, presenting citrus fruits nuances, were carried out under chemical and enzymatic oxidation conditions. Their formation monitoring by HPLC-ESI-MS highlighted a specific reactivity of thiol with polyphenolic substrate and established the catalytic role of metals (Fe2+) as well as, the antioxidant effect of sulphur dioxide into these mechanisms. The comprehension of fundamental mechanisms for the reactivity of (+)-catechin and of (-)-epicatechin with volatile thiols in oenological conditions enabled us to elucidate the influence of flavan-3-ols into white wines aroma compounds during wine making and ageing.

Le vieillissement est un processus physiologique au cours duquel l’ensemble de l’organisme voit son fonctionnement modifié. Il s’agit d’un remodelage génotypique et phénotypique, en lien avec le stress oxydatif. Les molécules antioxydantes comme les composés phénoliques (CP) ont pris une place importante dans la diète humaine, à titre de compléments alimentaires et/ou à titre thérapeutique. Toutefois, les conséquences d’un usage à long terme de ces molécules visant à reverser les effets du vieillissement sur les fonctions organiques, restent encore mal élucidées. Dans ce contexte, et compte tenu de notre intérêt pour le cœur, le rein et le microbiote intestinal, l’objectif de cette thèse est d’évaluer, sur de jeunes rats mâles, les effets des CP administrés à différentes concentrations, pendant quatorze mois. Les groupes traités par les CP ont montré une préservation, avec l’âge, de la performance cardiaque par rapport aux témoins non traités. De plus, les myocardes de rats âgés traités ont présenté de moindres signes d’inflammation, de fibrose et d’apoptose que les témoins. Ces modifications sont soutenues par un remodelage du niveau d’expression protéique des marqueurs de l’hypertrophie et du stress oxydatif, et des résultats préliminaires suggèrent une activation du courant potassique KATP en présence des CP sur les myofibroblastes. Le tissu rénal conserve son architecture normale avec l’âge chez tous les groupes. Enfin, les métabolites issus des CP ont montré une modulation sélective du microbiote intestinal vers un phénotype sain. Nos travaux montrent dans un modèle murin qu’une consommation régulière de CP permet de préserver le cœur, les reins et le microbiote du remodelage lié au vieillissement. / Aging is a physiological process in which the entire body sees its normal functional capacities modified. It is associated with a genotypic and phenotypic remodeling, related to oxidative stress. Antioxidant molecules such as phenolic compounds (PC), have taken an important place in the human diet, as food supplements and/or as therapeutics. However, the consequences of long-term use of these molecules to reverse the effects of aging on organic functions, remain poorly understood. In this context, and considering our interest for the heart, the kidney and the intestinal microbiota, the aim of this thesis is to evaluate, in young male rats, the effects of PC administered at different concentrations for a period of fourteen months. PC treated groups showed a dose-dependent preservation of cardiac morphology and performance compared to control untreated ones. Additionally, myocardia from treated aged rats exhibited less inflammation, fibrosis and cardiomyocyte apoptosis than controls. These modifications were supported by a remodeling of the proteins level expression of the markers of hypertrophy and oxidative stress, and preliminary data suggest a concomitant activation of potassium current KATP on myofibroblasts in the presence of PC. Renal tissues retained their normal architecture with age in all groups. Finally, derived-metabolites from PC showed a selective modulation of intestinal microbiota towards a healthy phenotype. Our work shows that regular consumption of PC may preserve the heart, kidneys and microbiota of age-related remodeling.

Dans le contexte actuel de revalorisation de la consommation des fruits et légumes, il est essentiel de connaître l'impact des procédés de transformation sur leurs composés d'intérêt nutritionnel. Cette problématique a été appliquée aux polyphénols et aux fibres alimentaires de la pomme et à deux produits : la quatrième gamme et la compote. L'originalité de l'approche repose sur un suivi de ces composés étape par étape au cours de procédés industriels et sur une caractérisation physique et sensorielle complémentaire des produits transformés. La caractérisation physique et sensorielle des produits transformés a permis de mettre en évidence les spécificités des compotes étudiées et l'impact de la matière première utilisée. Dans le cas de la quatrième gamme cette caractérisation a servi une étude de faisabilité industrielle et a permis de choisir les meilleures conditions atmosphère/variété. Le suivi des polyphénols et des fibres alimentaires de la pomme à la compote a révélé l'importance de l'agencement des étapes du procédé. La cuisson avant raffinage permet l'extraction d'une partie des polyphénols et des pectines et leur maintien dans la purée. Le stockage du produit en bac tampon dégrade par contre ces composés. En définitive, polyphénols et capacité antioxydante sont préservées au cours du procédé compote. En revanche, la teneur en fibres diminue mais la proportion en fibres solubles et les propriétés d'hydratation augmentent. Ces composés sont globalement préservés dans la pomme quatrième gamme après 12 jours de conservation. Ce procédé maintien les qualités nutritionnelles du fruit frais mais sa fragilité reste un obstacle à sa commercialisation.

Le travail de cette thèse a consisté à développer des microbiocapteurs de type ISFET (Ion Sensitive Field Effect Transistor) et conductimétrique en utilisant l'enzyme tyrosinase pour la détection de pesticides dans l'eau. Ces deux types de capteurs ont été mis au point à l'Institut International de Formation de Science en Matériaux (ITIMS), Viet Nam. En particulier, les étapes de diffusion de dopants ont été réalisées par la technique Spin On Glass (SOG). La biofonctionnalisation de ces capteurs a été réalisée par immobilisation de l'enzyme tyrosinase avec de la bovine sérum albumine (BSA) en présence de vapeur de glutaraldéhyde. Le temps de contact avec le glutaraldéhyde, la charge en enzyme, le pH, la nature du substrat, le temps pour chaque mesure... ont été optimisé afin d'obtenir les meilleurs caractéristiques analytiques possibles. Ces capteurs nous ont permis de détecter en phase aqueuse des dérivés phénoliques ainsi que des pesticides de type diuron et atrazine. La limite de détection est de 2,15 ppb pour l'atrazine et 2,33 ppb pour le diuron, le temps de réponse est de 1 à 5 minutes, l'activité enzymatique reste de 90% après 23 jours dans un tampon à 4°C et la dérive est de 5%.

Dans le but d'utiliser des antioxydants naturels dans des corps gras, nous avons voulu rendre lipophiles des tanins en leur greffant des chaînes carbonées au moyen de modifications chimiques simples et douces. Nous avons eu recours, dans un premier temps, à des substrats modèles de tanins (phénol, catéchol, acide gallique et catéchine en particulier), utilisés dans des essais d'alkylation, d'acylation, d'estérification par un acide gras ou par un alcool gras, ou encore, en ce qui concerne la catéchine, de greffage d'une chaîne carbonée de longueur variable par une réaction de couplage oxa-Pictet-Spengler entre les cycles C et B. Dans un deuxième temps, l'application des mêmes synthèses aux tanins de châtaignier (Castanea sativa), de chêne (Quercus pedunculata), de québracho (Schinopsis balansae) et de pépins de raisin (Vitis vinifera) a été concluante, plus particulièrement pour le couplage oxa-Pictet-Spengler. Tous les dérivés de molécules modèles ou de tanins bruts ont acquis un caractère lipophile tel qu'avéré par la mesure du coefficient de partage entre l'eau et l'octanol. Les propriétés antioxydantes des molécules modèles et des tanins bruts et modifiés ont été mesurées par deux méthodes : inhibition de l'oxydation induite du linoléate de méthyle et réactivité avec le radical libre 2,2-diphényl-picrylhydrazyle (DPPH). Les propriétés antioxydantes sont bien conservées après modification.