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Université des Antilles et de la Guyane Faculté des Sciences de la vie École do

Université des Antilles et de la Guyane Faculté des Sciences de la vie École doctorale pluridisciplinaire : Santé, Environnement et Sociétés dans les Amériques Thèse pour le doctorat en Sciences de la vie BONNET- BRUNO Christelle Valorisation de la banane Cavendish FWI, à différents stades physiologiques de récolte pour l’obtention par procédés de chimie verte de molécules d’intérêt biologique impliquées dans des activités anti-ulcères et cardiovasculaires Sous la direction du Professeur Abel HIOL Soutenue le 14 Septembre 2012, à Pointe-à-Pitre Jury : Farid CHEMAT, Professeur, Université d’Avignon et des pays de Vaucluse, Rapporteur Jean Stéphane CONDORET, Professeur, Laboratoire de génie chimique INP-ENSIACET de Toulouse, Rapporteur Abel HIOL, Professeur, IUT Génie Biologique, Université Antilles Guyane, Directeur de la thèse Didier MBEGUIE, Docteur -Chercheur UMR 95, CIRAD Guadeloupe, Station Neufchâteau Dominique PALLET, Docteur -Chercheur, Directeur adjoint UMR 95, CIRAD Montpellier Patrick POUCHERET, Docteur en pharmacologie, Faculté de pharmacie Montpellier UM1 Sylvie RAVION, Maître de conférence, IUT Génie biologique, Université Antilles Guyane Max REYNES, Docteur- Chercheur, UMR 95, CIRAD Costa RICA Je dédie ce travail à ma filleule Tess et plus particulièrement à ma fille Noa, puissent t-elles toutes deux y trouver une force d’inspiration et une source de ténacité et de persévérance à laquelle s’abreuver … Remerciements Les travaux présentés dans cette thèse ont été menés au sein du laboratoire de pharmacologie et de physiopathologie expérimentale et sur deux sites du Centre de coopération internationale en recherche pour le développement (CIRAD), et plus particulièrement sur les sites de Montpellier et de Capesterre-Belle-Eau (Guadeloupe) de l’unité mixte de recherche QUALISUD. Je tiens donc à remercier toux ceux que j’ai pu côtoyer dans ces laboratoires et qui m’ont apporté leur soutien scientifique, technique. Je pense plus précisément à Max Reynes (de tout cœur, merci!), Dominique Pallet, Patrick Poucheret, Didier Mbeguié, (merci à vous d’y avoir cru et de m’avoir permis de concrétiser aujourd’hui ces travaux). Un grand merci à Olivier Hubert, Philippe Destrac, Alec Manaury pour leur soutien scientifique/ technique. Merci également à Marie Morère, au Dr. Audrey Devatine, au Dr. Souhila Ghidouche, qui sont devenues de véritables amies et confidentes, au fil du temps. Merci à tous d’avoir nourri en moi le germe d’une passion : la passion pour la Recherche scientifique. J’adresse mes remerciements à Madame la Présidente de l’école doctorale et à Monsieur le Président de l’université Antilles Guyane, d’avoir accepté la délocalisation de certains des travaux de la thèse dans des laboratoires en France métropolitaine. Cette thèse ne saurait exister sans le soutien infaillible du Pr. Abel Hiol, un directeur de thèse qui a toujours été et est toujours resté présent à mes côtés, pour me conseiller et m’orienter. Mes questions de tout ordre ont toujours eu un écho positif à ses oreilles et je l’en remercie. Merci également d’avoir accepté cette mission de direction de la thèse et de l’avoir remplie avec brio. Je le remercie plus particulièrement pour la pertinence de ces remarques, son encadrement scientifique mais aussi humain, sa sincérité. Merci également au Dr. Sylvie Ravion pour nos échanges, au Dr Olivier Ravion pour son initiation à Anova. Je remercie également l’entreprise que je viens d’intégrer en tant que Responsable de Développement Ingrédients Santé/Innovation pour m’avoir permis d’agencer les premiers mois mon emploi du temps afin de finaliser ce travail de recherche long et parfois difficile dans sa gestion mais tellement enrichissant et stimulant. Je remercie le Pr Jean- Stéphane Condoret, le Pr Farid Chemat d’avoir accepté de juger mon travail et de faire partie de ce jury. Merci à tous deux pour votre intérêt. Merci également à tous les autres membres du jury d’avoir acceptés de former ce jury. Pour finir, j’adresse mes remerciements à ma famille, celle dans laquelle j’ai tout d’abord grandi et celle que j’ai, à mon tour, construite. Je remercie plus particulièrement mon père pour son travail de veille et son intérêt pour le sujet, ma mère pour ses bons conseils, son soutien spirituel, mon époux, Frédéric pour sa patience, quelques aient été les difficultés, ma jumelle Murielle pour sa présence à travers ce lien indestructible et fort qui nous lie, mon beau-frère Silvère pour son écoute, mon frère, pour sa présence discrète. Je vous remercie tous, pour m’avoir soutenu pendant toute cette période. 4 O combien, merci à ma fille, Noa, qui pas plus haute que 2 pommes, a su gérer au mieux l’absence hebdomadaire de sa maman. Merci à elle pour son amour infaillible. Merci encore à mes parents pour l’éducation qu’ils m’ont donnée et qui m’a permis d’être armée pour cette aventure, certes, ardue parfois mais au contenu scientifique ô combien réjouissant. Also many thanks to all the amazing people, who helped me in different ways, with this PhD! Thank you God! Thanks to all of you ! 5 Résumé La banane-dessert est la première production mondiale fruitière, devant les raisins et l’orange. Près de 100 pays produisent des bananes et plus de 1200 espèces existent. En ce qui concerne les Antilles françaises, la banane-dessert, du sous-groupe Cavendish, est la première production agricole d’exportation. En 2001, 330 000 tonnes ont été exportées. Elles représentaient environ 40% de la production totale agricole antillaise. Devant les difficultés croissantes de commercialisation de la production antillaise sur les marchés de prédilection européens, liées à la concurrence de la banane des pays tiers sur ces mêmes marchés (Marchal, 1993), il est intéressant de rechercher des voies de valorisation de la production agricole par sa transformation et sa valorisation à travers des molécules créditées de propriétés biologiques. Il s’agit également de pouvoir valoriser les écarts de triage (15-20% de la production ) qui résultent des critères de qualité très stricts appliqués pour que la banane antillaise Cavendish reste compétitive face à la banane dollar, dans le circuit de commercialisation. La banane dollar est le nom donné aux petits producteurs indépendants, essentiellement en Amérique du Sud, approvisionnant des multinationales de la banane dans un rapport de force défavorable. Par ailleurs, nous ne saurions parler de nutri-fonctionnalités ou d’intérêt biologique sans évoquer les procédés permettant d’extraire ces composés actifs (polyphénols, stérols, amidon, et en particulier, l’amidon résistant). Nos travaux ont permis d’étudier l'effet combiné de la maturation, du mûrissement et des périodes climatiques, sur le profil des composés bioactifs de la banane Musa Cavendish, issus des French West Indies (FWI). La teneur en polyphénols des bananes 400 Degrés Jour (dj) est restée inchangée, tandis que les bananes 600 et 900 dj ont présenté une augmentation significative de leurs teneurs en polyphénols pendant la maturation (p <0,05). En outre, les résultats ont également montré que, bien que la dopamine ait été déterminée comme étant le polyphénol le plus élevé dans la peau de bananes pendant le stade verte de développement et la maturation, sa cinétique différait du profil observé pour celle des polyphénols totaux. Les facteurs post-récolte ont été optimisés. L’ensemble de nos résultats ont montré que la sélection d’une matrice de choix tenant compte de la maturation, du mûrissement et du climat permettait d’atteindre un statut optimal de Musa Cavendish pour des concentrations optimales en composés identifiés pertinents pour la santé humaine. C’est effectivement le cas des concentrations de dopamine, médiateur vasoactif, dépendantes des stades physiologiques, du mûrissement et climat. Nos travaux ont ainsi démontré que le totum de banane présentait un effet contracturant dose dépendant sur l’aorte moins puissant que celui enregistré pour les composés de référence à concentrations plus faibles mais toutefois significatifs. Dans les mêmes conditions, il a été démontré que la prazosine modifie l’effet contracturant de la banane en l’inhibant de manière compétitive. Le récepteur alpha-1 adrénergique vasculaire joue un rôle dans les effets vasoconstricteurs de la banane. 6 Abstract The dessert banana is the first world production of fruit, before the grapes and oranges. Nearly 100 countries produce bananas and more than 1200 species exist. Regarding the French West Indies, the dessert banana, the Cavendish subgroup, is the leading export crop production. In 2001, 330,000 tons were exported. They represented about 40% of the total agriculture. In front of the increasing difficulties related to banana competition from third countries to commercialize the French West Indies production on the European market, (Marchal, 1993), it is interesting to look for paths of development of agricultural production by its transformation and its enhancement through the biological properties of molecules. It also can enhance the grading discrepancies (15-20% of production) which result from very strict quality criteria applied for the Caribbean banana Cavendish to remain competitive against the dollar bananas in the marketing chain. Dollar bananas is the name given to small independent producers, mainly in South America, supplying multinational banana companies in an unbalanced power. Moreover, we cannot speak about nutrition or functionalities or biological interest without mentioning the processes to extract the active compounds (polyphenols, sterols, starch, and in particular, resistant starch). The combined influence of maturation, ripening and climate periods on French West Indies (FWI) bananas, Musa Cavendish, bioactive compounds profile was studied. The polyphenol content of the 400 dd bananas remained unchanged, while the 600 and 900 dd bananas exhibited a significant uploads/Geographie/ document-567935.pdf