Nouvelle formulation d’extraits issus de coproduits végétaux et étude de leurs capacités antioxydante et antinitrosante lors de la digestion

Les recherches conduites au sein de l’unité  mixte  de  recherche  Sécurité et Qualité des Produits d’Origine Végétale s’intéressent à la (re)conception des procédés de transformation ou d'extraction appliqués aux végétaux et notamment aux fruits et légumes, dans un contexte de transition alimentaire et d’alimentation durable.  Ces procédés visent à la maîtrise de la qualité dans ses multiples dimensions (nutritionnelle, organoleptique, sanitaire…) par leur conduite optimisée tout au long de l’itinéraire de transformation en intégrant les questions de réduction de l’impact environnemental, tout comme la maximisation de l’utilisation de la biomasse végétale.

Sujet de thèse : 

Le nitrite est un additif couramment utilisé dans les produits de charcuterie pour ses rôles dans la sécurité microbiologique (limitation du développement de pathogènes) et dans la qualité organoleptique (inhibition de l’oxydation lipidique et développement de la couleur rose typique) Néanmoins, sa présence est associée à la formation de N-nitrosamines carcinogènes, dont certaines ont pour origine des protéines alimentaires aussi bien lors de la transformation que de la digestion de l’aliment. Des travaux récents de l’UMR SQPOV ont montré que de nombreux composés phénoliques ont la capacité à réagir avec l’ion nitrite limitant ainsi la nitrosation des amines secondaires en modèles d’aliments (thèse Charlène Sirvins, Avignon Univ., 2024). Des extraits végétaux riches en ces composés phénoliques et commercialement disponibles ont également montré une grande capacité antinitrosante, en plus de leur capacité à inhiber l’oxydation lipidique amorcée par du fer héminique en système émulsionné.

Ces extraits commerciaux, destinés à divers secteurs alimentaires, sont généralement formulés avec un agent de charge, comme la maltodextrine, qui a pour objectif d’assurer la stabilité des composés d’intérêt. D’autres travaux de l’UMR SQPOV ont montré que des composés phénoliques, issus de co-produits oléicoles, pouvaient être extraits et formulés dans une molécule « hôte » de type oligosaccharide cyclique naturel en une étape sans solvant ni procédé énergivore (International Patent, WO2020025550 « Extraction de composés phénoliques », V. Tomao, A. Malapert, déposé par Avignon Université)

Dans le cadre d’une économie circulaire, de nouveaux enjeux se dessinent autour de ce type d’ingrédients qui sont de 1) développer une voie de valorisation de coproduits issus de la transformation des végétaux, 2) leur associer une forte valeur ajoutée comme un bénéfice santé.

L’objectif de ce projet de thèse est donc de revisiter la formulation d’extraits végétaux avec un procédé innovant utilisé jusque-là pour la microencapsulation d’huile ou de composés apolaires, la coacervation complexe. A ce jour, des agents de charge d’origine végétale et durables tels que des assemblages de protéines et de polysaccharides n’ont pas été utilisés pour encapsuler des composés phénoliques. Au-delà de la formulation, ce projet vise également à proposer une valorisation pour ces nouveaux ingrédients fonctionnels en termes de bénéfice nutritionnel.

Ce projet de thèse propose d’étudier plus précisément :

• Une nouvelle chaîne d’opérations extraction/formulation/séchage durable qui produirait des ingrédients stables et riches en composés phénoliques à partir de matières premières comme le grignon pâteux issu de la production oléicole et le marc de raisin issu de la production de jus de fruits.
• Les caractéristiques des complexes : morphologie, teneur en eau, hygroscopie, solubilité, données thermodynamiques (ΔrG0, constante d’association et stœchiométrie).
• L’influence du type d’agent de charge sur la stabilité et la (bio)accessibilité des composés formulés
• La capacité antinitrosante des extraits formulés ainsi que la bioaccessibilité des composés phénoliques et le devenir des nitrite/nitrate en milieu modèle de digestion.
• Le rôle des extraits formulés dans l’oxydation lipidique et la lipolyse lors de la digestion in vitro d’un repas modèle de type occidental.