ETUDE DE LA MATURATION DES FRUITS DE «VOARAMONTSINA» (Vaccinium emirnense-ERICACEAE)

LE GENRE Vaccinium DANS LE MONDE

           Ce genre comprend une diversité d’espèces réparties dans le monde. Les fruits sont exploités industriellement dans beaucoup de pays. En Amérique, quelques espèces sauvages de Vaccinium (V. angustifolium, V. ashei, V. macrocarpon) sont largement exploitées après améliorations de la gestion des champs de culture. En Pologne et en Europe de l’Est, l’exploitation des espèces sauvages indigènes telles que : V. myrtillus, V. vitis idaea, V.uliginosum, et V. oxycoccus, n’est pas encore développée, cependant le commerce de V.corymbosum est important depuis les années 70. La filière de V. macrocarpon est également en développement actuellement mais pas aussi large que celle de V. corymbosum (Krzewińska, 2004). Exemples d’utilisations des fruits de quelques espèces de Vaccinium Vaccinium myrtillus (origine : Italie; nom vernaculaire : la myrtille, bilberry) : une étude récente a montré que les anthocyanes de l’extrait de fruits de cette espèce pourrait favoriser la synthèse de glycosaminoglycanes au niveau des cellules épithéliales cornéennes sur l’amélioration de la vision. Ce sont des facteurs importants pour le renouvellement et l’homéostasie physiologiques de ces cellules (Song et al., 2010). L’extrait de fruits de Vaccinium myrtillus a également un effet inhibiteur sur l’angiogenèse dû à leurs principaux constituants, tels que la delphinidine, la cyanidine et la malvidine. Ces mêmes composants participent également aux propriétés antioxydantes de ces mêmes fruits (Matsunaga et al., 2010). Vaccinium angustifolium (origine : Canada; nom vernaculaire : airelle à feuilles étroites, blueberry): la consommation de ses fruits est fortement recommandée par les tradipraticiens québécois, pour le traitement des symptômes et des complications diabétiques (Haddad et al., 2003; Leduc et al., 2006). Le fruit aurait la propriété de stimuler la production d’insuline en favorisant la prolifération des cellules β du pancréas. Ce résultat revêt un intérêt particulier car aucun médicament disponible sur le marché ne produit cet effet (Martineau et al., 2006). Au Canada, l’extrait de « blueberry » est déjà utilisé, sous forme de supplément alimentaire, comme traitement complémentaire du diabète de type 2 (http://fr.wikipedia.org). Le fruit de Vaccinium angustifolium est riche en acide chlorogénique et en quercétine et ses dérivés (quercetin-3-O-galactoside, quercetin-3-O-glucoside) à part leur forte teneur en anthocyanes (Harris et al., 2007). Vaccinium macrocarpon (nom vernaculaire : canneberge cultivé, cranberry): le fruit contient un polyphénol, la proanthocyanidine de type A (PAC A), contribuant à diminuer la fixation, sur les parois des voies urinaires, de certaines bactéries coliformes (Escherichia coli) souvent responsables d’infections du tractus urinaire (UTI ou cystites) (Nowack et Schmitt, 2008). Ses effets ont été prouvés par de nombreuses études cliniques et validés dans le cadre de la diminution des infections urinaires par l’AFSSA pour une dose journalière de 36mg PAC (www.martineschnoering.com). Etant donné l’efficacité du jus de canneberge dans le traitement des infections de l’appareil urinaire, les fruits ou jus de fruit utilisés comme suppléments peuvent être un choix thérapeutique valable dans le traitement des cystites pendant la grossesse (Dugoua et al., 2008). Le fruit de V. macrocarpon est également réputé pour sa propriété antioxydante grâce aux composés anthocyaniques (Zafra-Stone et al., 2007). Vaccinium corymbosum (origine : Amérique du nord ; nom vernaculaire : corymbelle) : la capacité antioxydante de ses fruits est due principalement à la contribution des composés phénoliques tels que les anthocyanes, la quercétine, le kaempferol, la myricétine, et l’acide chlorogénique (Sellappan, 2002). Vaccinium floribundum (origine : Equateur et Pérou) : les baies sont largement consommées en Equateur comme fruit frais ou en tant que produits transformés. Les communautés locales utilisent également ces fruits pour traiter le diabète et l’inflammation (Schreckinger et al., 2010). Vaccinium padifolium (origine : Portugal) : les baies sont prescrites par la pharmacopée locale pour le traitement de la toux, la bronchite, la dysenterie et sont exportées pour la production commerciale de spécialités ophtalmiques (Cabrita et al, 2000) Vaccinium meridionale (origine : Colombie): les fruits sont riches en cyanidin-3-galactoside (anthocyane) et en acide chlorogénique. Selon Garzón et al. (2010), leur utilisation comme source d’antioxydants, de colorants naturels, et de suppléments alimentaires semble être prometteuse. Ainsi, les fruits de Vaccinium sont utilisés depuis longtemps par la pharmacopée traditionnelle de plusieurs pays, et constituent également l’objet de recherches actuelles dans les domaines médicinal et nutritionnel. Les recherches sont surtout focalisées sur leurs propriétés antioxydante, hypoglycémiante, antiangiogénique et antibactérienne. En outre, diverses utilisations des autres parties, autres que fruits, de la plante du genre Vaccinium sont connues. En effet, les tiges, les feuilles et les racines de V. angustifolium sont reconnues pour leur propriété antidiabétique (Martineau et al., 2006). Aux Etats-Unis, les tiges feuillées de V. ovatum tiennent une place importante sur le marché des fleurs, servant de feuillage pour l’arrangement floral. Les tiges de V. parvifolium sont aussi utilisées dans la fabrication de paniers (Kerns et al., 2004).

Biosynthèse des flavonoïdes

            Partant de la phénylalanine comme substrat, la synthèse des flavonoïdes commence par 3 réactions catalysées par les enzymes phenylalanine ammonia-lyase (PAL), cinnamate 4- hydroxylase (C4H) et la 4-coumaroyl CoA ligase (4CL) pour aboutir au 4-coumaroyl CoA. La structure en C6-C3-C6 caractéristique des flavonoïdes est obtenue par l’action d’une chalcone synthase (CHS) sur le 4-coumaroyl CoA, générant une chalcone qui est ensuite transformée en naringenine sous l’action d’une chalcone isomérase (CHI). Le noyau C de cette molécule est ensuite hydroxylé en position 3 par une flavanone 3-β hydroxylase (F3H) pour donner le dihydrokampférol. Cette molécule peut ensuite être hydroxylée générant la dihydroquercétine ou la dihydromyricétine. A partir des dihydroflavonols, la flavonol synthase (FLS) catalyse la formation des flavonols. La dihydroflavonol 4-réductase (DFR) catalyse la formation des précurseurs des anthocyanes et des flavan-3-ols : leucocyanidine, leucodelphinidine et leucopélargonidine. D’une part, l’oxydation des leucoanthocyanidines catalysée par la leucoanthocyanidine dioxygénase/anthocyanidine synthase (LDOX/ANS) aboutit à la formation des anthocyanidines, cyanidine, delphinidine et perlargonidine. D’autre part, à partir d’une réduction catalysée par une leucoanthocyanidine réductase (LAR), sont obtenus les isomères 2,3 trans des flavan 3-ols: (+)-catéchine, (+) gallocatéchine et (+)- afzeléchine. Les isomères 2,3 cis, (-)-épicatéchine, (-)-épigallocatéchine et (-)-épiafzeléchine sont pour leur part synthétisés à partir d’une réduction respectivement de la cyanidine, la delphidine et la pelargonidine par une anthocyanidine réductase (ANR). Concernant la voie spécifique des anthocyanes, l’enzyme UDP-glucose: flavonoide 3-O-glucosyltransférase (UFGT) catalysant la réaction de glucosylation des anthocyanidines. Cet enzyme est détecté à partir de la véraison et tout le long du stade de maturation dans la pellicule (Gomez, 2009)

Pathogenèse du diabète sucré (Encarta® 2009)

          L’insuline, hormone sécrétée par le pancréas, permet de réguler le taux du glucose sanguin, qui fournit l’énergie nécessaire à de nombreux processus métaboliques.
– Chez un sujet en bonne santé, lors de la digestion, la glycémie augmente. Le pancréas sécrète de l’insuline qui permet aux cellules insulinodépendantes, telles que les cellules des tissus adipeux et musculaire, d’assimiler le glucose. L’insuline contribue en outre à la transformation du glucose en glycogène, substance énergétique emmagasinée dans le foie et les muscles. Des hormones régulent l’insulinosécrétion en faisant chuter le taux de sucre dans le sang. En retour, le pancréas produit moins d’insuline.
– Chez un sujet atteint de diabète sucré, le pancréas ne sécrète pas assez d’insuline ou l’organisme est incapable d’utiliser l’insuline produite. Si au terme de la digestion le pancréas ne peut sécréter suffisamment d’insuline, l’organisme est contraint de puiser son énergie dans les graisses et non plus dans le glucose. Bien que partiellement excrétées dans l’urine, des substances toxiques appelées cétones s’accumulent dans le sang, ce qui contribue à l’apparition de l’acidocétose, maladie grave pouvant entraîner le coma ou la mort. Si l’organisme s’avère incapable d’utiliser correctement l’insuline, le glucose ne peut pénétrer dans les cellules et circule librement dans l’organisme sans être assimilé. Un taux élevé de sucres dans le sang et dans l’urine altère les défenses de l’organisme contre l’infection et peut entraîner l’acidocétose.

Test d’activités antioxydantes

            La méthode est basée sur la dégradation du radical de DPPH (Aldrich®Chemistry). Un antioxydant aura la capacité de donner un électron singulet au radical synthétique de DPPH de coloration violette pour le stabiliser en DPPH de coloration jaune-verte. La mesure de la décroissance de la coloration violette à différentes concentrations permet de déterminer l’EC50, concentration à laquelle 50% de coloration est perdue (correspondant à la quantité d’antioxydant nécessaire pour faire diminuer de 50% la quantité initiale de DPPH) Ainsi, l’évolution de l’activité antioxydante au cours de la maturation des fruits de «voaramontsina» a été testée par mesure de la capacité des différentes concentrations de l’extrait méthanolique à piéger les radicaux libres de la solution de DPPH à concentration identique. La quantification des radicaux piégés de DPPH a été faite par suivi spectrophotométrique selon la méthode décrite par Tepe et al.(2005). Des extraits de fruits ont été mélangés avec un volume fixe d’une solution de DPPH (25 µg.ml-1 dans du méthanol) de façon à obtenir différentes concentrations : 5, 10, 15, 20, 25, 50, 75, et 100 µg/ml (extrait/solution de DPPH). Chaque échantillon est agité vigoureusement et maintenu dans une chambre noire pendant 30 mn (critère d’incubation pour le déroulement de la réaction de piégeage des radicaux). La solution de DPPH (sans extrait) a été utilisée comme témoin. L’absorbance a été mesurée à 517 nm.

Table des matières

INTRODUCTION
GENERALITES
I- LE GENRE Vaccinium A MADAGASCAR
I.1- Descriptions de Vaccinium emirnense
I.2- Caractéristiques écologiques des habitats de «voaramontsina»
I.3- Connaissance ethnobotanique de «voaramontsina» à Madagascar
II- LE GENRE Vaccinium DANS LE MONDE
III-MATURATION DES FRUITS
IV-LES ACTIVITES ANTIOXYDANTES
IV.1- L’oxydation dans l’organisme
IV.2- Quelques méthodes d’évaluation de la capacité antioxydante d’un produit
IV.2.1- Test de réduction du radical stable, le DPPH
IV.2.2- Test TEAC
IV.2.3- Test FRAP
IV.2.4- Test ORAC
V- LE DIABETE SUCRE
V.1- Différents types de diabète sucré
V.2- Pathogenèse du diabète sucré
V.3- Traitements du diabète sucré
MATERIELS ET METHODES
I. ZONE DE RECOLTE
II. MATERIELS
II.1- Matériel végétal
II.2- Matériel biologique
III. METHODES
III.1- Caractérisation des différents stades de maturation des fruits de «voaramontsina»
III.1.1- Caractérisation morphométrique
III.1.2- Caractérisation physico-chimique
a- Acidité titrable
b- Total des solides solubles
c- Dosage des chlorophylles
d- Dosage des anthocyanes
III.2- Evaluation des activités biologiques
III.2.1- Extraction méthanolique
III.2.2- Test d’activités antioxydantes
III.2.3- Test d’activité hypoglycémiante
a- Préparation des souris avant le test
b- Test de tolérance aux sucres : glucose et amidon
RESULTATS
I- Caractéristiques morphométriques des fruits de «voaramontsina» 
I.1- Poids
I.2- Diamètre
II- Caractéristiques physico-chimiques du fruit de «voaramontsina»
II.1- Teneur en eau
II.2- Acidité titrable
II.3- Total de solides solubles
II.4- Teneurs en chlorophylles et en anthocyanes totaux
II.5- Rendement en extraits méthanoliques
III- Activités biologiques
III.1- Propriété antioxydante
III.2- Activité hypoglycémiante des fruits de «voaramontsina»
DISCUSSIONS
CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

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