Soutenance mémoire
Situation mondiale du secteur des fruits
Micro-organismes, origine et communauté microbienne
Micro-organismes
Pour simplifier, la notion de micro-organismes sera ici limitée aux bactéries, levures, moisissures et algues classées en deux groupes, procaryotes et eucaryotes, l’ensemble correspondant grosso modo aux protistes (Whittaker, 1969).
Eucaryotes ou protistes supérieurs : algues, protozoaires et champignons. Cellule avec un «vrai» noyau entouré d’une enveloppe nucléaire qui contient deux jeux semblables de chromosomes (cellule diploïde).
Procaryotes ou protistes inférieurs : algues bleu-vert ou cyanophycés et bactéries. Cellule dépourvue d’un véritable noyau à tous les stades de son développement, un seul chromosome porteur de la grande majorité de l’information génétique (cellule haploïde).
Origine de la flore microbienne des aliments
L’origine des microorganismes qu’on retrouve dans les aliments dépend d’une part, de l’environnement, de la production, de la matière première (sol, air, eau) et d’autre part, des conditions de sa manipulation (récolte ou capture, transport, etc.) et de sa transformation (machines, personnel, traitements de stabilisation, etc.) en produit fini (Guiraud, 2003).
On peut distinguer la flore normale, rencontrée chez les sujets sains (flore commensale) et la flore pathogène rencontrée chez les sujets malades. Les flores commensales des animaux et des végétaux sont de type sensiblement différent.
Cependant, la flore de surface peut présenter des similitudes car elle provient de contaminants de l’environnement : air, eau, sol, etc. La flore pathogène est totalement différente : la flore végétale a un métabolisme plutôt orienté vers les glucides, alors que celle des animaux l’est vers les protéines.
Flore issue des fruits et légumes
La flore originelle est constituée par une flore saprophyte très abondante en relation étroite avec l’environnement (air, sol, eau) et éventuellement par une flore phytopathogène (Guiraud, 2003).
Les fruits et légumes ont une flore microbienne riche en levures (Saccharomyces, Rhodotorula, Candida, etc.) et en moisissures (Saprolegnia, Pasmidiophora, Mucor, Rhizopus, Fusarium, Aspergillus, Penicillium, etc.). Les bactéries qu’ils contiennent appartiennent essentiellement au groupe des bacillus Gram – (Pseudomonas, Xanthomonas, Flavobacterium, Acetobacter, Enterobacter, Erwinia, etc.) et à celui des bacilles Gram + asporulés (Corynebacterium, Lactobacillus, Leuconostoc, Streptococcus, Pediococcus, etc.).
Notions générales de communauté microbienne et facteurs d’influence de la croissance
Introduction à la communauté microbienne
La croissance, la multiplication et la mort des micro-organismes sont influencées par un grand nombre de conditions environnementales favorables ou défavorables à leur développement (Atlas, 1988). Quel que soit l’environnement naturel considéré (on parle également de biotope), une espèce microbienne n’est jamais seule. Bien au contraire, elle doit cohabiter ou disparaître face à la «concurrence» d’autres espèces microbiennes de caractéristiques métabolites, physiologiques et nutritionnelles qui peuvent être parfaitement identiques, similaires ou complètement différentes. L’ensemble des micro-organismes présents dans un écosystème donné est appelé communauté. La communauté est donc un assemblage de populations microbiennes qui coexistent et interagissent les unes avec les autres dans un même habitat (cohabitation). Un écosystème est un système autonome incluant les micro-organismes d’une communauté et l’environnement physico-chimique de cette communauté (Atlas, 1988; Alexandre, 1997). Chaque population de la communauté occupe un «espace fonctionnel», également appelé niche écologique au sein de la communauté. Cette notion de niche fonctionnelle est également liée à la notion de micro-habitats qui correspondent à des sous-systèmes bio-physico-chimiques particulier au sein de l’écosystème ou biotope.
D’une grande diversité métabolique, les espèces microbiennes ne se développent pas toutes dans les mêmes conditions. Chaque espèce, voire chaque souche microbienne, a ses propres tolérances pour chaque paramètre environnemental spécifique en fonction de ses capacités physiologiques et génétiques (Atlas, 1988).
Facteurs environnementaux
Le tableau I.7 donne les conditions physico-chimiques de croissance des micro-organismes dépendant de l’environnement (température, pression, etc.).
Certaines conditions environnementales (paramètres physico-chimiques) influencent la croissance des micro-organismes. Parmi celles-ci figurent le pH (acidité et alcalinité), la température, la présence d’O2, de CO2 et la disponibilité de l’eau.
Bactéries : Les bactéries peuvent être distinguées par leur aptitude à croître en fonction de la température. Les mésophiles se développent généralement à des températures comprises entre 20 et 45°C. Les psychrophiles possèdent des températures optimales de croissance inférieures à 15°C, alors que les bactéries thermophiles croissent de façon optimale à des températures comprises entre 45 et 70°C. Les micro-organismes ayant des températures optimales de croissance supérieures à 70°C sont qualifiés d’hyperthermophiles.
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Table des matières
Introduction
I. Synthèse Bibliographique
I.1. Situation mondiale du secteur des fruits
I.1.1 Les producteurs clés
I.1.2. Le commerce de fruits frais
I.2. Les fruits tropicaux
I.2.1. Généralités
I.2.2. La production
I.2.3. Le marché des fruits tropicaux
I.3. Le Physalis (Fruit d’Or)
I.3.1. Description
I.3.2. Caractéristiques techniques du Physalis
I.3.3. Origine et histoire
I.3.4. Les rendements
I.3.5. Qualité
I.3.6. Les secteurs d’utilisation
I.4. Le Karité (Or des Femmes)
I.4.1. Description
I.4.2. Les caractéristiques techniques
I.4.3. Origine et histoire
I.4.4. Culture
I.4.5. Qualité
I.4.6. Les secteurs d’utilisation
I.4.7. Le marché
I.4.8. Le projet Européen Innovkar
I.5. Micro-organismes, origine et communauté microbienne
I.5.1. Micro-organismes
I.5.2. Origine de la flore microbienne des aliments
I.5.3. Notions générales de communauté microbienne et facteurs d’influence de la croissance
I.5.4. Est-ce qu’il existe une relation entre les communautés microbiennes et les origines géographiques ?
I.6. La traçabilité
I.6.1. Définition
I.6.2. Enjeux
I.6.3. Histoire
I.6.4. Intérêts de la traçabilité
I.6.5. La traçabilité agroalimentaire
I.7. La traçabilité agroalimentaire
I.7.1. Définition
I.7.2. Qu’est ce que permet la géotraçabilité ?
I.7.3. Objectifs
I.7.4. Biomarqueurs
I.8. Méthodes d’analyse de la biodiversité microbienne
I.8.1. Méthodes traditionnelles
I.8.2. Méthode d’analyse des flores microbiennes de culture-indépendante
I.9. Les acides nucléiques et les techniques de biologie moléculaire en communauté microbienne
I.9.1. Le développement des techniques moléculaires
I.9.2. Etude des ARN ribosomiques (ARNr)
I.9.3. Le choix de l’ARNr 26/28S
I.9.4. Les techniques moléculaires dites d’« empreinte génétique »
I.10. La méthode de PCR-DGGE
I.10.1. Principe de la PCR-DGGE
I.10.2. Les applications de la PCR-DGGE
I.10.3. Les limites de la PCR-DGGE
II. Matériels et Méthodes
II.1. Les matériels biologiques
II.1.1. Les souches utilisées dans cette étude
II.1.2. Échantillonnage des fruits de Karité et de Physalis
II.2.1.1. Échantillonnage du Karité au Mali
II.2.1.2. Échantillonnage du Karité au Sénégal
II.2.1.3. Échantillonnage du Karité au Cameroun
II.2.1.4. Échantillonnage du Physalis en Égypte
II.2.1.5. Échantillonnage du Physalis en Ouganda
II.2.1.6. Échantillonnage du Physalis en Colombie
II.2. Analyses physico-chimiques et chimiques du jus de Physalis (Physalis pubescens L)
II.2.1. Teneur totale en sucres
II.2.2. Fractionnement des polyphénols par HPLC
II.2.3. Analyse des acides aminés
II.2.4. Détermination de la teneur en huile des jus
II.2.5. Composition en acides gras et calcul de l’indice d’iode
II.3. Analyse sensorielle du jus de Physalis pubescens L
II.4. Analyse des activités biologiques d’extraits de Physalis
II.4.1. Activité antimicrobienne
III. RÉSULTATS ET DISCUSSION
III.1 Étude de la communauté microbienne avec la PCR-DGE
III.1.1. Mise au point du protocole universel d’extraction de l’ADN microbien
III.2. Application de la PCR-DGGE pour la détermination de l’origine géographique des fruit
III.2.1. Analyse de Physalis prélevés dans différentes régions
III.2.2. Analyse de Karité prélevés dans différentes régions africaines
III.2.3. Analyse de Karité de différents districts de la région de Tambacounda au Sénégal
III.2.4. Comparison de la totalité des profils DGGE des fruits des différentes origines géographiques
III.2.5. Identification par séquençage des levures et des moisissures dominantes sur les fruits de Karité de la région de Tambacounda au Sénégal
III.3. Étude de la pérennité du marquage microbien
III.3.1. Influence de la saison sur les marqueurs «levure et moisissure»
III.4. Étude de la composition principale du jus de Physalis (Physalis pubescens L.)
III.4.1. Teneur en matière sèche et degré Brix du jus de Physalis
III.4.2. Propriétés physico-chimiques et composition chimique du jus de Physalis
III.4.3. Composition minérale du jus de Physalis
III.4.4. Composition en polyphénols du jus de Physalis
III.4.5. Composition en sucre du jus de Physalis
III.4.6. Acides aminés et composition en protéines du jus de Physalis
III.4.7. Teneur en huile et composition en acides gras de l’huile extraite à partir du jus de Physalis
III.5. Évaluation sensorielle du jus de Physalis
III.6. Étude des activités biologiques d’extraits de Physalis
III.6.1. Activité antimicrobienne des extraits méthanoliques du jus de Physalis
CONCLUSION GÉNÉRALE ET PERSPECTIVES
RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES
Annexe 1
Annexe 2
Annexe 3 (Les prix)
Annexe 4 (Les publications)
Annexe 4.1. (Les publications sur la détermination de l’origine géographique des fruits
Annexe 4.2. (Les publications sur l’analyse des propriétés biologiques
d’extraits de fruits
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