Evaluation de la qualité-fraîcheur du poisson par des approches biochimiques (SPME-GC/MS) et moléculaires (qPCR)

La consommation de poisson n’a de cesse d’augmenter à travers le monde et les projections actuelles planifient une augmentation moyenne de 16% d’ici à l’horizon 2020, soit une consommation moyenne de 20 kg par habitant et par an. Plusieurs facteurs peuvent expliquer cet attrait pour l’aliment poisson, une première cause est le développement de l’aquaculture qui contribuera à hauteur de 50% de la production totale en 2018. L’aquaculture est un pilier de la sécurité alimentaire, via l’assurance de l’accès à une ressource disponible et relativement stable, quand la pêche de capture est de plus en plus soumise à la diminution des ressources remettant en cause la stabilité des approvisionnements et la disponibilité de certaines espèces.

Un second facteur fait l’attrait du consommateur pour cet aliment, il s’agit de la notion de qualité inhérente à ce produit. Le poisson véhicule l’image d’un aliment bon pour la santé, de par sa valeur nutritionnelle : riche en acides gras polyinstaturés, faibles teneurs en matrières grasses pour certains poissons ou présence de protéines riches en acides aminés essentiels. Ces propriétés sont tout de même à relativiser compte tenu de risques attenants à la consommation de poisson. A ce sujet l’Anses a émis une recommandation de limiter sa consommation à deux repas par semaine dont un à base de poisson gras. Les risques attenants sont principalement dûs à la présence de dioxines, de PCB et de métaux lourds au sein de la chair des poissons. A l’heure de la rédaction de ce manuscrit, un dernier risque émergent est décrit : celui de la présence de microplastiques dans les organismes marins. La qualité du poisson est avant tout évaluée par le consommateur en se basant sur sa fraîcheur. En effet un poisson frais, en opposition à un poisson altéré, est un produit généralement « bon et sain ». L’altération du poisson, dès la mort de l’individu, est le résultat de plusieurs mécanismes chimiques et biologiques ; comprenant une première phase d’autolyse fruit de l’action d’enzymes endogènes et de l’autoxydation des lipides et une seconde phase de dégradation des tissus par l’action de la flore d’altération. Les différents processus de dégradations de la chair ont fait l’objet de développements méthodologiques pour l’évaluation de l’altération, grâce notamment à des méthodes physiques, chimiques, microbiologiques et sensorielles .

L’évaluation de la fraîcheur, rapide et objective de surcroît, est donc un enjeu majeur dans le domaine de la pêche de façon à fournir au consommateur un produit attrayant, pourvu de bonnes propriétés nutritionnelles et proposant une qualité sanitaire irréprochable. C’est dans ce cadre que s’est inscrit ce travail de thèse dont le but était l’évaluation de la qualitéfraîcheur du poisson par des approches biochimiques (SPME-GC-MS) et moléculaires (qPCR).

Les premiers poissons sont apparus vers la fin du Cambrien, début de l’Ordovicien, il y a près de 500 millions d’années (Bockelie & Fortey 1976; Smith et al. 1996). De nos jours, les derniers recensements font état de près de 28 000 espèces de poissons soit près de la moitié des espèces de vertébrés (Eastman 2005; Nelson 2006). Parmi l’ensemble de ces espèces de poissons, 57% sont des espèces marines (Nelson 2006). Plusieurs méthodes de classification peuvent être utilisées.

Une première approche de classification se base sur l’évolution et l’approche développée par la taxonomie qui « vise à nommer et classifier les êtres vivants » en définissant et décrivant leurs caractéristiques (Campbell & Reece 2004). En ichtyologie, outre le reflet de l’extrême diversité des super-ordres au sein des poissons (Huss 1999), la taxonomie permet avant tout la discrimination en deux infra-classes : les poissons osseux (Osteichthyes) et les poissons cartilagineux (Chondrichthyes). En second lieu, la taxonomie permet de classer les différents poissons sur dix niveaux successifs (Tableau I-I) de la super-classe à l’espèce. C’est généralement les deux derniers niveaux, genre et espèce, qui sont utilisés pour décrire les organismes, formant leurs noms binomiaux, celui du cabillaud est ainsi Gadus morhua.

Le nom vernaculaire est défini par le Larousse comme le « nom usuel d’une espèce animale ou végétale dans son pays d’origine », il s’agit donc du nom commun. Cette dénomination concerne plus qu’une simple différenciation entre pays, puisque des différences sont également observées entre les régions d’un pays .

Un type de classification utilisé consiste à séparer les espèces de poissons en se basant selon leurs lieux de vie . Trois types de classes sont alors définis : poissons démersaux, pélagiques et amphihalins (Ifremer 2011). Les poissons démersaux sont définis comme évoluant en profondeur, ils sont séparés en deux sous-classes : les espèces benthiques, comme la sole commune (Solea solea) ou la plie (Pleuronectes platessa) et les espèces d’eau profonde comme le cabillaud ou le rouget grondin (Lepidotrigla cadmani). Les poissons pélagiques sont des espèces évoluant généralement en bancs, en surface ou dans des eaux peu profondes. Certains individus solitaires peuvent tout de même être observés. Parmi les espèces pélagiques, sont notamment retrouvés les thons blancs (Thunnus alalunga), les sardines (Sardina pilchardus) ou encore les harengs (Clupea harengus).

Le terme amphihalin, adjectif composé des racines grecques amphi « à la fois » et halos « mer / salé », désigne les espèces évoluant à la fois en eau de mer et en eau douce. Cette classe regroupe les espèces migratrices qui changent d’environnement pour aller frayer, c’est le cas pour le saumon atlantique (Salmo salar) retournant frayer dans les cours d’eau douce et pour les anguilles (Anguilla anguilla) partant frayer en mer.

Un dernier type de classification existant consiste à différencier les poissons maigres et gras. Cette différenciation se fait principalement sur des différences physiologiques de stockage des graisses. Les poissons maigres sont caractérisés par un stockage des lipides au sein du foie, quand les poissons gras stockent les graisses dans leurs tissus. Cette classification est reliée à celle décrite dans le paragraphe précédent, en effet, les espèces pélagiques sont en grande majorité des poissons gras quand les espèces démersales sont plutôt classées comme des poissons maigres.

Table des matières

INTRODUCTION
SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE
Chapitre 1. Spécificités du poisson et ressources halieutiques en lien avec la qualité
I. Systèmes de classification des poissons
1. Utilisation des noms vernaculaires
2. Classification selon le lieu de vie
3. Classification selon des caractéristiques biologiques
II. Spécificités biologiques du poisson pouvant influencer la qualité
1. Des modes de vie distincts reflétés par des muscles différents
2. Importance de la croissance et reproduction
3. Composition chimique du poisson
a. Importance du régime alimentaire
b. Des lipides caractéristiques
c. Trois grandes classes de protéines
d. OTMA et autres composés azotés non-protéiques des poissons
e. Vitamines et sels minéraux du poisson
4. La flore bactérienne du poisson
a. Origine et localisation
b. Composition de la flore
III. Ressources halieutiques et consommation du poisson
1. Les ressources halieutiques mondiales
a. Une production halieutique mondiale soutenue par l’aquaculture
b. Données concernant la pêche marine mondiale
2. Etat de la consommation française de poissons
a. Une consommation importante et stable
b. Habitudes des consommateurs français
Chapitre 2. Qualité et suivi de la fraîcheur du poisson : quels outils ?
I. Evolution post mortem de la chair du poisson
1. L’étape de rigor mortis entre changements biochimiques et modifications de la texture
2. Deux voies d’altération conduisant à la dégradation des lipides
a. Dégradation des lipides par hydrolyse enzymatique
b. Autooxydation des acides gras libres
3. Catabolisme des nucléotides
4. Deux voies de réduction de l’OTMA
a. Décomposition par voie autolytique
b. Réduction via l’activité microbienne
5. Evolutions microbiologiques
a. Une évolution de la microflore soumise à de nombreux facteurs
b. Importance de la notion d’organisme spécifique d’altération
II. Méthodes analytiques d’évaluation de la qualité/fraîcheur du poisson
1. Analyses sensorielles
a. Une méthode d’évaluation issue de la réglementation européenne
b. Développement du Quality Index Method (QIM)
c. Avantages et inconvénients des méthodes sensorielles
2. Analyses biochimiques
a. Dosage de l’azote basique volatil total (ABVT)
b. Dosage des dérivés nucléotidiques
c. Dosage des amines biogènes
d. Mesure de l’oxydation des lipides
3. Analyses microbiologiques
a. Un outil caractérisant essentiellement la sécurité sanitaire
b. Approches microbiologiques pour l’estimation de la fraîcheur
4. Analyses physiques
a. Mesure de la texture
b. Suivi des propriétés électriques du muscle
c. Analyse d’image et altération du poisson
CONCLUSION

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