Soutenance mémoire
Les denrées aquatiques, maritimes et terrestres, ont toujours représenté une part importante dans le commerce mondial. Les populations installées à proximité du littoral ou des zones fluviales l’ont bien compris : pour elles, les produits aquatiques représentent à la fois une ressource financière et pour certaines aussi la première source de protéines animales.
Avec la mondialisation des échanges et le développement des grandes et moyennes surfaces dès les années 50-60, les produits aquatiques ont pu être consommés dans des lieux très éloignés des zones de production ou de pêche. Ainsi, la consommation mondiale de produits aquatiques toutes sources confondues est passée de 20 millions de tonnes en 1950 à 145 millions de tonnes en 2016 (FAO 2016). Le développement du commerce à l’échelle mondiale de ces denrées hautement périssables a nécessité la mise en place de nouveaux moyens de conservation. À cette même période, les écrits scientifiques décrivent pour la première fois des cas de mélanose post mortem chez les crevettes commercialisées (Fieger E.A. 1952, Idyll C.P. 1951). Des consommateurs ont fait part de leur inquiétude face à l’apparition de taches noires sur le corps de l’animal. Pour eux, elles traduiraient une détérioration du produit, devenu impropre à la consommation. Cela a engendré d’importantes pertes économiques pour les professionnels de la filière. Les scientifiques ont alors fait le lien entre cette coloration et celle observée auparavant au niveau de l’hémolymphe des homards (Pinhey K.G. 1930). Une oxydation est survenue après la mort de l’animal. Cette réaction est catalysée par des enzymes cuivre-dépendantes de type phénoloxydase comprenant les tyrosinases, les catéchol oxydases et les laccases. In vivo, elles peuvent notamment jouer un rôle dans les défenses immuntaires primaires mais aussi dans l’induration de la cuticule. Post mortem, en présence d’oxygène et dans des conditions provoquant leur activation (hausse de température, lyse cellulaire, entrée en contact avec les substrats), elles catalysent la transformation de substrats principalement phénoliques en quinones. Ces dernières s’autooxydent et forment, après polymérisation, un pigment brun noir de haut poids moléculaire appelé la mélanine.
Durant l’Antiquité, les Grecs utilisaient les sulfites pour la conservation des boissons alcoolisées telles que la bière ou le vin, mais aussi pour désinfecter l’intérieur des maisons. Par la suite, il semblerait que les Américains soient les premiers à avoir défini les sulfites comme un additif alimentaire (Taylor S.L., Higley N.A., and Bush R.K. 1986). Testés contre la mélanose post mortem des crustacés, ces sels de l’acide sulfureux sont efficaces, et peu coûteux. Utilisés dans les quantités minimales leur permzettant d’être efficaces, ils ne modifient pas le goût des aliments. Ainsi, de nos jours, les crustacés commercialisés à l’état post mortem, entiers non éviscérés, sont traités par les sulfites. Parfois, lorsque la technique d’application du traitement n’est pas suffisamment maîtrisée, deux traitements sont nécessaires : une première fois à bord des bateaux de pêche, et une seconde fois en usine de transformation. Pour réguler le taux résiduel en sulfites dans les aliments, des limites maximales de résidus sont imposées par les autorités sanitaires. Ainsi, en Europe, le taux acceptable pour les crustacés varie de 150 à 300 mg par kilogramme de chair en fonction du calibre. La règlementation européenne en vigueur impose qu’un étiquetage soit apposé sur tout aliment contenant plus de 10 mg de résidus en sulfites par kilogramme de produit consommable.
Actuellement, afin de limiter le développement du brunissement enzymatique, les sulfites sont autorisés dans de nombreuses matrices alimentaires telles que les fruits et les légumes, les champignons, et les crustacés qu’ils soient entiers ou transformés, ainsi que tous produits élaborés et les boissons alcoolisées (aux exceptions près mentionnées dans la réglementation). Ainsi, la population est exposée à la consommation indirecte de cet additif, qui lui est bien souvent méconnue.
Depuis les années 70, de plus en plus de cas d’allergies alimentaires ont été rapportés, avec une recrudescence des études dans le milieu des années 80 (Taylor S.L., Higley N.A., and Bush R.K. 1986). Ces incidents concernaient des consommateurs ayant mangé des produits conservés à l’aide de sulfites ou exposés aux sulfites durant leur travail. Les personnes les plus sensibles sont en général les populations asthmatiques. Les chercheurs semblent toujours partagés sur le fait de savoir si les sulfites provoquent une allergie alimentaire ou plutôt une réaction dite d’hypersensibilité (Grotheer P., Marshall M., and Simonne A. 2017). D’après l’Organisation Mondiale de la Santé, 235 millions de personnes sont asthmatiques dans le monde, 2,5 millions en France (OMS, 2017). Il semblerait que 4 à 8 % d’entre eux soient sensibles aux sulfites.
Ainsi, depuis plus de 50 ans, des études ont été menées pour tenter de remplacer les sulfites par un produit plus sain en utilisant différents types d’inhibiteurs de la mélanose : les agents réducteurs dont font partie les sulfites, les chélateurs, les acidifiants, les agents complexants, les inhibiteurs spécifiques des phénoloxydases et dans une moindre mesure les traitements enzymatiques. Les travaux ont été menés sur de nombreux types de matrices animales ou végétales, ces dernières ayant généralement des propriétés physico-chimiques très différentes les unes des autres. Il est donc difficile de comparer l’efficacité d’une molécule lorsqu’elle a été testée sur un modèle biologique particulier, avec les résultats obtenus pour un second produit, sur un autre type d’organisme. De plus, les conditions de dosage enzymatique telles que le pH, les concentrations, la nature du tampon du milieu, et la nature du substrat diffèrent d’une étude à l’autre. Ainsi, il existe aujourd’hui un réel besoin de développer une méthode standardisée pour comparer l’ensemble des molécules potentiellement inhibitrices de la mélanose. Elle permettrait de les tester toutes dans les mêmes conditions, sur le même modèle. Ce procédé pourrait par la suite être transposé à d’autres matrices.
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Table des matières
Introduction
État de l’art
A. Production et utilisation des denrées aquatiques mondiales
I. La pêche
II. L’aquaculture
III. Utilisation de la production mondiale
B. Présentation du modèle d’étude biologique : la crevette Penaeus monodon
I. Présentation générale
II. Caractéristiques biologiques
C. Problématique de la mélanose post mortem
I. Un peu d’histoire
II. Les protéines responsables de la mélanose post mortem
III. Méthodes d’inhibition de la mélanose post mortem
Matériels et méthodes
A. Matériel biologique : la crevette Penaeus monodon
I. Origine
II. Traçabilité et contrôles des lots réceptionnés
III. Caractéristiques biologiques
IV. Compartimentation de la crevette
B. Préparation de l’échantillon
I. Précipitation différentielle « lente » des protéines
II. Précipitation différentielle « directe » à 40 ou 60 %
III. Extraction suivie de purification sur résine HIC
C. Dosage protéique
D. Caractérisation biochimique de l’activité phénoloxydase chez la crevette chez P. monodon
I. Purification par chromatographie des protéines à activités POs
II. Dessalage
III. Electrophorèse
IV. Identification peptidique par spectrométrie de masse RP-HPLC-Q/TOF
Conclusion
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