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Les amines biogènes
Les amines biogènes sont des composés azotés répandus dans l’environnement chez les animaux et les végétaux. Ces amines sont dites « biogènes » car elles sont formées par l’action d’organismes vivants. Plus particulièrement dans les aliments fermentés, les amines biogènes sont synthétisées majoritairement par les bactéries lactiques pendant la maturation [2]. Elles sont principalement produites par décarboxylation d’acides aminés due à l’action d’enzymes microbiennes. Elles peuvent résulter également de l’hydrolyse de composés azotés ou de l’animation de cétones ou d’aldéhydes. Ces derniers réagissent avec l’ammoniaque et l’hydrogène en présence d’un catalyseur (Ni) pour former des amines primaires, secondaires ou tertiaires. A noter que d’après Bauza et al, l’amination des cétones et aldéhydes est à l’origine des amines volatiles [2].
Les différents types d’amines biogènes
La plus connue des amines biogènes est l’histamine. Elle est formée par l’action de décarboxylases exogènes de microorganismes sur l’histidine. L’histamine est un neuromédiateur et un médiateur immunitaire. Dans l’organisme humain l’histamine est stockée dans des granules contenues dans les mastocytes, des cellules immunitaires spécialisées [3]. Les amines biogènes peuvent également être classées suivant le nombre de groupements amines (NH2); on distingue: les monoamines (2-phényléthylamine, tyramine, tryptamine, histamine, sérotonine), les diamines (putrescine, cadavérine, spermidine, spermine) et les polyamines (agmatine). Rappelons que ce présent document a pour principal objectif l’étude de la cadavérine.
Pathologie liées aux amines biogènes
Les amines biogènes sont connues comme substances toxiques et certaines sont formées dans les aliments, à la suite de l’action microbienne au cours de la fermentation et de stockage [4]. Elles pourraient provoquer des maladies avec des symptômes d’empoisonnement alimentaire tels que stimuler les nerfs et les vaisseaux sanguins chez l’homme et les animaux [5]. Les amines biogènes sont aussi des précurseurs possibles de substances cancérigènes, comme les N nitrosamines [4]. On les trouve souvent en grande concentration dans les aliments et ne peuvent pas être réduites par le traitement à haute température [4]. Toutes les amines biogènes sont toxiques à des degrés divers. Les amines biogènes telles que la putrescine, la tyramine et la cadavérine peuvent potentialiser la toxicité de l’histamine. La libération dans le sang d’histamine provoque des réactions inflammatoires. L’histamine peut directement stimuler le cœur, exciter les muscles lisses de l’intestin et du tractus respiratoire par la libération d’adrénaline et de noradrénaline [3]. Il augmente également les sécrétions gastriques [6]. Parmi ces symptômes, l’histamine est impliquée dans les « empoisonnements scombridés » [7]. Par exemple, une intoxication a été rapportée par ingestion de poisson contenant 84,1 mg d’histamine pour 100 g de poisson [8]. Ce type d’intoxication est unique parmi les toxines associées aux fruits de mer, car il découle de mauvaises manipulations du produit, plutôt que par une contamination [9]. La putrescine, la cadavérine, la tyramine, la tryptamine et la 2-phényléthylamine sont des agents de potentialisation de l’histamine. En outre, la diamine oxidase, au niveau de la muqueuse intestinale, est inhibée in vitro par la tyramine, la cadavérine, la putrescine et la 2-phényléthylamine [6]. La tyramine, la tryptamine et la 2-phényléthylamine sont des amines vasoactives impliquées dans la vasoconstriction des vaisseaux sanguins [3]. La tyramine accélère la respiration et provoque de l’hypertension artérielle et des migraines. Enfin, la cadavérine et la putrescine peuvent réagir avec les nitrites pour former des nitrosamines cancérigènes [10]. Les amines biogènes sont étudiées à cause de leurs effets néfastes sur la santé: ces molécules sont responsables d’intoxications alimentaires et sont aussi des précurseurs cancérogènes [11]. Afin de réduire la teneur en amines biogènes, il est nécessaire de comprendre le rôle de cette production, chez les souches impliquées dans la synthèse de ces métabolites. Le projet européen BiamFood FP7 (n211441) a été mis en place pour répondre à cette problématique [2].
Les amines biogènes dans les aliments
Les amines biogènes sont présentes dans tous les produits ayant subi un processus de putréfaction ou de fermentation non maitrisée. Il existe des amines biogènes dans le poisson, la viande, les œufs, les fromages, les légumes, le soja, la bière, le vin, etc. et de leurs produits dérivés. Outre le vin et les autres produits fermentés, les amines biogènes sont susceptibles d’être présentes dans les aliments contenant des précurseurs azotés et des bactéries ayant une activité décarboxylase, quand les conditions physicochimiques sont favorables. Dans les produits frais comme la viande et le poisson, elles peuvent être des indicateurs d’altération et refléter ainsi la qualité hygiénique de l’aliment parmi lesquelles on peut citer encore le fromage, le cidre et de manière générale les produits marins [2].
Utilité des amines biogènes
Outre leur toxicité potentielle, les amines biogènes sont utilisées pour l’évaluation de la qualité hygiénique de différentes espèces marines et d’eau douce. Les modalités d’altération et la formation d’amines biogènes sont dépendantes des espèces. L’histamine a été traditionnellement utilisée comme indicateur de la qualité des poissons riches en histidine (poisson à muscle brun). D’autre part, la putrescine et la cadavérine sont les indicateurs les plus objectifs de la qualité des poissons pauvres en histidine (poissons blancs), des crustacés et des produits de la mer fermentés [3]. La sérotonine est synthétisée dans le système nerveux central où elle joue un rôle de neurotransmetteur mais également au niveau périphérique. Elle active un grand nombre de récepteurs qui transmettent le signal à différentes voies de transductions impliquées dans des fonctions différentes. Enfin, la sérotonine, synthétisée dans le système gastro-intestinal par les cellules entérochromaffines, permet la contraction des muscles lisses qui entourent le tube digestif et favorisent les mouvements péristaltiques du tractus intestinal [12].
Dégradation des amines biogènes
Les bactéries capables de produire des amines biogènes appartiennent aux espèces: Lb. Plantarum, Cb. piscicola, Cb.divergens [13] Ec. Faecium [14] (Kalac et al., 2000), Pc . pentosaceus [15]. Bien que les bactéries soient les premières incriminées dans la production d’amines biogènes, certaines souches de Lb. Casei et Lb. Plantarum isolées du saucisson sec, ont été caractérisées comme dotées d’un grand potentiel de dégradation des amines biogènes tout en étant décarboxylase-négative [16]. Les bactéries lactiques ont aussi un effet indirect sur les amines biogènes dans le sens où en favorisant l’acidification, elles diminuent la production de ces composés [17].
La cadavérine
Propriétés physico chimiques de la cadavérine
La cadavérine, 1,5-diaminopentane ou encore pentaméthylènediamine est un composé organique de formule NH2(CH2)5NH2 appartenant à la famille des diamines. Structurellement proche de la putrescine, avec laquelle elle partage la toxicité et une odeur nauséabonde, elle est comme elle issue de l’hydrolyse de certaines protéines lors de la putréfaction de cadavres d’animaux, d’où elle tire son nom. Grace a cette propriété la cadavérine est utilisée dans plusieurs domaines, on peut citer un exemple : celui des chiens renifleurs de cadavérine qui ont un rôle important dans la recherche des personnes disparues à la fois vivantes ou mortes. Pendant longtemps, on a utilisé pour leur entraînement la Cadavérine .
Fonctions biologiques de la cadavérine
La cadavérine chez certains végétaux
Les amines biogènes sont considérées comme des composés qui participent à la régulation de la croissance de certains végétaux. La cadavérine a été identifiée comme étant un facteur de croissance ou d’atténuation de la pression osmotique dans certaines espèces de plantes. La capacité de l’espèce bactérienne Azopirillum à promouvoir la croissance des plantes et par conséquent améliorer la production végétale a été l’objet d’étude depuis prés de 30 ans [18]. Les polyamines sont des polymères organiques de faibles poids moléculaires. Comme les phytohormones, elles participent à la régulation de la croissance végétale, au développement et à l’atténuation de la pression osmotique. Ainsi, elles sont considérées comme d’importants régulateurs de la fonction physiologique de la plante. La cadavérine est particulièrement intéressante, car c’est un composé qui participe beaucoup à la formation des racines de plantes adventices et au développement des graines de soja [19]. La cadavérine participe également à la régulation de la pression osmotique du navet et des graines des plantes adventices par la fermeture des cellules stomates dans les pressions abiotiques.
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Table des matières
Introduction générale
I. Les amines biogènes
I.1. Les différents types d’amines biogènes
I.2. Pathologie liées aux amines biogènes
I.3. les amines biogènes dans les aliments
I.4. Utilité des amines biogènes
I.5. Dégradation des amines biogènes
II. La cadavérine
II.1. Propriètés physico chimiques de la cadavérine
II.2. Fonctions biologiques de la cadavérine
II.2.1. La cadavérine chez certains végétaux
II.2.2. La cadavérine dans l’urine
II.3. Présence cadavérine dans certains organismes marines
II.4. Dégradation cadavérine
III. Méthodes de dosage de la cadavérine et des amines biogènes
III.1. Les différentes méthodes d’analyse
III.2. méthode fluorimétrique
IV . Produits utilisés
IV.1. Solvants utilisés
IV.2. Etude bibliographique sur le 2-mercaptoéthanol
V. Instrumentation
VI. Préparation de solutions
VI.1. Préparation des solutions mères
VI.2 Préparation des solutions filles
VII. Procédure par dosage répétitif
VIII. Résultats et discussions
VIII.1. Etudes préliminaires
VIII.1.1. Spectre de fluorescence du complexe OPA-cadavérine-2-mercaptoéthanol
VIII.1.2. Stœchiométrie du complexe OPA-cadavérine-2-mercaptoéthanol
VIII.1.3. Ordre d’ajout des réactifs dans la fiole de mesure
VIII.1.4. optimisation de la concentration de cadavérine
VIII.1.5. Optimisation du 2-mercaptoéthanol
VIII.2. Optimisation des paramètres analytiques
VIII.2.1. Effet de pH
VIII.2.2. Effet de la température sur l’intensité de fluorescence
VIII.2.3. Etude cinétique du complexe
VIII.2.4. Effet de solvants
VIII.2.5. Droite de calibration
IX. Calcul des limites de détection et de quantification
Conclusion générale
