Rangées de graines.. © Inra, Elena Schweitzer © Fotolia

Nos résultats

Sommaire
  1. Introduction
  2. Impact des traitements thermiques sur la digestion du lait maternel chez le nourrisson prématuré
  3. Recherches et Innovations 2017 - Pour l'Aliment et les Bioproduits
  4. La manière dont les protéines s’agrègent lors d’un traitement thermique module leur capacité sensibilisante
  5. Accroître la survie des probiotiques au séchage en stimulant leur adaptation aux stress
  6. Le pouvoir adhésif deLactococcus lactis: une histoire tirée par les « pili » ?
  7. Quand les biopolymères s'assemblent : un jeu d'énergie et d'entropie.
  8. Toute la digestion gastro-intestinale dans un laboratoire sur puce : le microdigesteur
  9. Dis, comment une goutte de lait devient-elle un grain de poudre ?
  10. Recherches et Innovations 2016 - Pour l'Aliment et les Bioproduits
  11. 13 minutes pour tout savoir sur la qualité des fromages et des recherches qu'elle implique
  12. Un nouveau procédé pour le bio-raffinage du végétal
  13. La membrane bactérienne sous la lumière UV du synchrotron SOLEIL
  14. L’ingénierie inverse ou la machine à remonter… le pain !
  15. Chimie verte : Améliorer la production de lipides chez la levure
  16. Des vins de qualité à teneur réduite en alcool acceptés par le consommateur
  17. Impact des procédés de fractionnement sur la distribution des mycotoxines dans le blé dur
  18. Pâtes aux légumineuses : comment la formule et le procédé confèrent à l’aliment ses qualités nutritionnelles
  19. Contrôler le brunissement des vins blancs par la sélection raisonnée de levures
  20. Des bactéries lactiques pour réduire l’allergénicité de certaines protéines du lait
  21. Eliminer les biofilms avec un détergent enzymatique : une alternative aux traitements à base de soude
  22. Néo-enzymes à façon pour la conception de vaccins antibactériens
  23. RMN : une méthode non destructive pour identifier et quantifier les molécules phosphorées
  24. Marché des viandes transformées : vers une méthode de référence ?
  25. Modélisation mécanique multi-échelle : de l’échelle nanométrique aux propriétés macroscopiques de la mie de pain
  26. Minimoulin : 500 g pour apprécier la valeur meunière des blés
  27. Production microbienne de lipides à usages énergétiques ou chimiques
  28. L'acide férulique, acteur discret mais universel de la construction des parois lignifiées
  29. Eco-conception de matériaux à base de co-produits du bois
  30. L'analyse des composés volatils pourrait permettre d'authentifier le système de production des poulets
  31. Des nanoparticules comme marqueurs de biopolymères en microscopie
  32. Pasteurisation, UHT, microfiltration... Tous les traitements n'ont pas le même impact sur la qualité nutritionnelle du lait
  33. Des rayons X pour caractériser les couches accumulées lors des opérations de filtration
  34. L'intégration des connaissances expertes appliquées à l'affinage des camemberts
  35. Maîtriser la perte de masse des fromages pendant l'affinage
  36. La mémoire de l'amidon
  37. Recherches et innovations 2015 - Pour l'Aliment et les Bioproduits
  38. Comportement des micelles de caséine lors de la filtration du lait
  39. Nouvelle enzyme de dégradation des pectines
  40. Digestion du nourrisson : un modèle permet d’étudier les allergènes alimentaires
  41. Digestion des protéines carnées
  42. Des émulsions modèles de la digestion révèlent l’effet protecteur des polyphénols
  43. Perception de l’astringence : un nouvel éclairage grâce à la spectrométrie de masse
  44. Hautes pressions : Nouvelles voies d'utilisation et de valorisation sur les aliments emballés
  45. Fours à injection de vapeur d’eau : jusqu'à 12% d’économie d’énergie
  46. Nouvelle méthode d’analyse rapide de la qualité des tomates et des abricots
  47. Jambon de Bayonne : des marqueurs de texture et d’arôme pour maîtriser la qualité
  48. Suraccumulation de lipides chez la levure S. cerevisiae : vers une production de biocarburants à usage aéronautique
  49. Fractionner la ventilation des hâloirs de fromagerie : 50% d’économie d’énergie
  50. Connaître la structure de l'amidon pour maîtriser ses applications
  51. L’IRM pondérée en diffusion : un outil générique pour la micro-imagerie des lipides dans les matrices alimentaires
  52. Caractérisation d’un gène majeur de la biosynthèse des anthocyanes dans la baie de raisin
  53. Nouveaux détecteurs d’activités enzymatiques à base de nanocouches semi-réflectives de biopolymères
  54. Vers la connaissance de la structure de la micelle de caséine
  55. Le chauffage du lait semble favoriser le développement de l’allergie chez les nourrissons
  56. Mieux comprendre le pouvoir moussant des protéines en étudiant leur comportement aux interfaces eau-air
  57. Nouveau modèle d’organisation en 3D de la membrane de globules gras du lait
  58. Comment les protéines alimentaires s’auto-assemblent en objets micrométriques
  59. Une nouvelle méthode de séparation permet de déterminer la structure complète de biopolymères
  60. Intérêt des métabolites volatils des produits carnés pour révéler les contaminations des animaux d’élevage aux micropolluants environnementaux
  61. SensinMouth quand le goût fait sens
  62. Un logiciel d’aide au choix d’un emballage pour la filière Fruits et Légumes frais construit sur une démarche d’ingénierie des connaissances
  63. SOLEIL nous éclaire sur la structure des protéines stabilisatrices des réserves lipidiques de plantes oléagineuses
  64. Un zoom sur le processus d’assemblage multi-échelle des protéines 
  65. Maîtrise du séchage de produits laitiers infantiles par la prise en compte des interactions eau-constituants
  66. Maîtriser l’acidité du vin par un procédé électro-membranaire : une nouvelle pratique œnologique autorisée en Europe et dans les pays viticoles du nouveau monde
  67. Stratégies de réduction du taux de sodium dans les aliments
  68. Pour une meilleure persistance de Lactococcus lactis dans le tractus digestif
  69. L’allergie alimentaire au blé : une histoire d’épitopes
  70. Des essais sur un modèle de souris allergiques révèlent le fort potentiel allergisant d’un procédé alimentaire : la désamidation du gluten de blé
  71. Protéger les lipides omega-3 de l’oxydation : le rôle clé des émulsifiants
  72. Quel impact de la cuisson sur la qualité des viandes ? Des images aux modèles mathématiques.
  73. Comment améliorer le pouvoir moussant des protéines ?
  74. Une cellule d’observation sous cisaillement de gels, mousses, pâtes et autres systèmes complexes
  75. Vers une compréhension des mécanismes impliqués dans la synthèse de tanins astringents
  76. Fractionnement du lait : des procédés membranaires éco-performants
  77. Qualité des vins : de l'oxygène un peu, beaucoup, ... pas du tout ?
  78. Obtenir des émulsions très stables sans tensioactifs grâce à des nanocristaux de polysaccharides issus de la biomasse.
  79. Découverte de nouvelles enzymes de dégradation des polysaccharides végétaux dans le microbiome intestinal humain
  80. La cutine de la peau des tomates pour de nouveaux polymères
  81. La texture des fruits : phénotypage et chémotypage de déterminants histologiques et pariétaux
  82. Simulation de la fragmentation orale d'aliments céréaliers fragiles ... Scrountch !
  83. La déglutition, un carrefour physiologique clé pour libérer les arômes 
  84. Un nouveau procédé de cuisson des viandes sous dioxyde de carbone pour réduire l'apparition de composés indésirables
  85. Dénaturation thermique des protéines musculaires par microspectroscopie FT IR localisée couplée au rayonnement synchrotron
  86. Des résines époxy biosourcées, sans bisphénol A, à partir de polyphénols naturels
  87. Structure d'un colloïde naturel : la micelle de caséine du lait
  88. Identification d'une souche d'Aspergillus qui améliore de 20% le rendement en glucose de la biomasse en conditions industrielles
  89. Une enzyme impliquée dans la polymérisation de la cutine
  90. Une farine de blé dur adaptée à la fabrication de baguettes traditionnelles
  91. Le virtuel pour guider la construction d’enzymes « sur mesure »
  92. Jusqu’où est-il possible de réduire la teneur en sel dans les charcuteries cuites ?
  93. Diffusion des molécules organiques dans les matériaux polymères : retour sur les lois connues
  94. Mousse intelligente : différentes manières de détruire une mousse sur demande !
  95. La Datte, riche en tanins et pourtant ni amère ni astringente
  96. Réduire la teneur en sel des aliments
  97. Recherches et innovations 2014

Nouvelle méthode d’analyse rapide de la qualité des tomates et des abricots

A ce jour, les professionnels ne disposent pas de techniques rapides pour apprécier la qualité interne de leurs fruits. Or, des chercheurs ont récemment mis en place une méthode de caractérisation utilisant la spectroscopie infrarouge pour prédire leur composition en sucres et acides organiques. Depuis 2005, avec comme objectif de construire des modèles de prédiction robustes sur l’abricot et la tomate, ils ont construit des bases de données reliant la signature spectrale des fruits à leur composition biochimique dans une grande variabilité de fruits, incluant différents génotypes, origines, années de production et stades de maturité. La méthode a été validée en proche infrarouge sur fruits entiers pour la détermination de l’indice réfractométrique, de l’acidité titrable et de la matière sèche et en moyen infrarouge sur des broyats de fruits pour la quantification des composés spécifiques (saccharose, glucose, fructose, acide malique et acide citrique). Ces bases de données, réfléchies en termes d’échantillonnage dans l’ensemble de la gamme variétale et sur 5 années de récolte, ouvrent la voie à des techniques rapides accessibles aux filières, à la place de la presque totalité des analyses biochimiques.

Mots-clés :

Apprécier la qualité interne du fruit

Notre but était de mettre en place des équations robustes de prédiction de la qualité des fruits. Pour cela nous avons défini une stratégie d’échantillonnage plurivariété et pluriannuelle, permettant de couvrir une large gamme de compositions ; puis constitué des bases de données (tomate, abricot). Ces bases de données permettent de relier les spectres  obtenus à la fois en proche infrarouge (fruit intact) et en moyen infrarouge (fruit broyé) aux teneurs en composés majeurs.
La mise en place de méthodes rapides d’appréciation de la qualité interne (teneurs en sucres et acides notamment) est d’un intérêt majeur pour l’optimisation de la logistique et la gestion des stocks dans les filières fruits et légumes. La faisabilité d’utiliser les méthodes spectrales pour mesurer la qualité interne des fruits et légumes a été amplement démontrée dans des conditions routinières : une variété, une année de production, des conditions de culture standardisées. Ces outils sont déjà utilisés en tri pour certains fruits comme le melon. Cependant dans ces conditions les résultats dépendent fortement des corrélations internes et de l’évolution normale des végétaux et les équations développées ne sont pas transposables. Toute la difficulté, pour passer à des applications moins restreintes et spécifiques, est donc d’avoir des équations plus robustes et applicables à une large gamme de variétés, voire transposables d’une année à l’autre.

La spectroscopie proche et moyen infra-rouge comme méthode d'analyse

Nous avons cherché à mettre en place des modèles robustes c'est à dire applicables, pour une espèce donnée, à un grand nombre de fruits variés (génotypes et origines différents). Nous avons donc utilisé pour mettre en place les modèles de prédiction, aussi bien pour la tomate que pour l'abricot, des génotypes contrastés pour leurs qualités organoleptiques et leurs caractéristiques physiologiques. Le fait de travailler avec de la variabilité génétique élimine toute corrélation interne entre constituants ce qui permet ainsi  de prédire la teneur en un composé en fonction de son évolution ou comportement propre. Au final, le modèle sera certainement moins précis qu'un modèle établi avec une seule variété mais sera plus générique.
Nous avons mis en place des méthodes d'analyse utilisant la spectroscopie proche (PIR) et moyen infrarouge (MIR) pour évaluer la qualité des fruits de tomate et d’abricot.

  •     Spectroscopie proche infrarouge (PIR :10000-3600 cm-1, 800-2500 nm)

le rayonnement proche infrarouge pénètre suffisamment profondément dans l'échantillon (de l'ordre du centimètre), et permet ainsi d'analyser les fruits entiers par réflexion diffuse. Lors d'une analyse, le rayonnement infrarouge pénètre dans l'échantillon et se propage dans toutes les directions à l'intérieur de l'échantillon. Seule la partie du rayonnement qui revient vers le détecteur est analysée. C'est aussi une absorption partielle et sélective. En effet, le rayonnement va être absorbé par les composés présents dans le fruit comme l'eau (en majorité), les sucres et les acides organiques. En fonction de la composition du fruit, le signal obtenu sera différent. La prise de spectre se fait en 30 secondes avec la configuration suivante : prise du spectre en moyennant 32 scans avec une résolution de 2 nm.

  •     Spectroscopie moyen infrarouge en réflexion totale atténuée (ATR) (MIR : 4000-650 cm-1)

le rayonnement moyen infrarouge pénètre de quelques micromètres (µm) dans l'échantillon ce qui nécessite d'analyser un échantillon homogène du type liquide ou broyat. Nous avons choisi de travailler sur des broyats de fruit. Le broyat est déposé sur un cristal en séléniure de zinc (ZnSe) fonctionnant avec 6 réflexions internes. Le spectre obtenu est donc une moyenne de spectres acquis à 6 endroits différents dans l'échantillon. La prise de spectre se fait en 30 secondes avec la configuration suivante : prise du spectre en moyennant 32 scans avec une résolution de 4 cm-1.
Accessoire ATR (réflexion totale atténuée) du spectromètre, équipé d'un cristal en séléniure de zinc présentant 6 réflexions internes. © Inra
Accessoire ATR (réflexion totale atténuée) du spectromètre, équipé d'un cristal en séléniure de zinc présentant 6 réflexions internes © Inra

Les étapes de la construction du modèle de prédiction

La première étape consiste à collecter sur chaque fruit, le spectre infrarouge et les données de référence acquise par les méthodes d'analyse classique (indice réfractométrique, acidité titrable, teneurs en glucose, fructose, saccharose, acide malique et acide citrique). Pour la mise en place d'un modèle, nous avons analysé individuellement environ 800 abricots et 340 tomates respectivement en 2005 et 2007. Notre objectif était de mettre en place des modèles robustes, c'est à dire applicables à des fruits variés. Les fruits choisis présentaient donc une grande variabilité phénotypique (génotypes et origines différentes).
L'échantillon de fruits est ensuite divisé en deux

  •     Lot de calibration comprenant environ 2/3 des fruits : les relations entre les données spectrales et les données de référence sont évaluées en appliquant des techniques chimiométriques basées sur la PLS (partial least squares ou moindres carrés partiels) afin d'établir des équations de calibration.
  •     Lot de validation (1/3) : l'équation établie va permettre, à partir du spectre, de prédire une valeur de concentration pour chaque constituant.

Des outils statistiques comme le coefficient de corrélation et les erreurs de calibration et de prédiction sont utilisés pour décrire la justesse et la robustesse du modèle.

Des modèles validés sur une grande variabilité de fruits (génotypes, origines, années de production et stades de maturité)

La technique proche infrarouge appliquée au fruit entier permet de prédire correctement l’indice réfractométrique et l’acidité titrable. Par exemple, pour l’abricot, les coefficients de corrélation sont de 0.92 et 0.89 et les erreurs de prédiction sont de 8% et 15% respectivement pour l’indice réfractométrique et l’acidité titrable.
La technique moyen infrarouge appliquée aux broyats de fruits permet de prédire, en plus de l’indice réfractométrique et de l’acidité titrable, les teneurs en différents sucres et acides organiques. Dans la tomate, les erreurs de prédiction sont respectivement 5 et 7% pour le glucose et fructose et respectivement 7 et 26% pour l'acide citrique et l'acide malique. Les tomates utilisées dans ce cas étaient trop peu riches en acide malique (teneur en acide malique 6 fois plus faible que celle de l'acide citrique) pour permettre sa prédiction. Dans une autre population de tomate, la prédiction de l'acide malique a été améliorée pour atteindre une erreur de prédiction de 8%.
La robustesse des modèles est comparée notamment pour des modèles établis avec des fruits issus de variétés très contrastées ou au contraire des modèles établis avec des fruits issus d’une descendance présentant une variabilité moins importante. La première solution apparaît la plus robuste et générique ; elle exige d’avoir au préalable une très bonne vision de la variabilité pour une espèce donnée.                                                                                                      
Spectres obtenus en proche infrarouge sur des abricots intacts. © Inra
Spectres obtenus en proche infrarouge sur des abricots intacts © Inra
                       Spectres obtenus en moyen infrarouge sur des broyats d'abricot. © Inra
Spectres obtenus en moyen infrarouge sur des broyats d'abricot © Inra

Un outil disponible pour la profession à la place des méthodes biochimiques

Les bases de données existantes sur abricots sont maintenant opérationnelles et permettent effectivement d’avoir les compositions en sucres et acides sans passer par les mesures biochimiques. En ce qui concerne les tomates, nous ne sommes pas encore à ce point : l’effet millésime apparaît très fort, et il a été difficile d’avoir une couverture des gammes de variabilité des fruits. Nous continuons donc avec en particulier l’exploitation d’une "core collection", une collection de génotypes qui est susceptible de renfermer la variabilité connue au sein de l'espèce, en cours de constitution. Notre expertise est à la disposition de partenaires voulant développer des modèles sur leurs propres produits.
Nous voulons maintenant tester les potentialités de prédiction des teneurs en constituants minoritaires : caroténoïdes, polyphénols, éventuellement avec une étape de prétraitement (centrifugation, lyophilisation) des broyats de fruits.
A terme, deux applications différenciées peuvent être envisagées :

  • Le proche infra-rouge en outils d’aide à la décision pour la récolte ou la commercialisation  sans perte de fruits, contrairement à ce qui a lieu avec les méthodes basées sur la mesure de la texture
  • Le moyen-infra rouge en aide à la sélection, en permettant d’avoir des données précises de composition sur plus de fruits

Partenaires

Unité Biopolymères, Interactions Assemblages, INRA Nantes, Dominique BERTRAND : méthodes multivariées appliquées aux données spectrales. Free procedures using MATLAB® for chemometrics  http://easy-chemometrics.fr
Unité Plantes et Systèmes Horticoles, INRA Avignon, Alain LECOMTE : développement d'une interface
Unité de Génétique et Amélioration des Fruits et Légumes, INRA Avignon, Mathilde CAUSSE et Jean-Marc AUDERGON : fourniture des fruits, participation d’un post-doctorant (D. Ruiz) sur abricots.
Les fruits et leurs analyses ont été en partie réalisés dans le cadre des contrats européens ISAfruits (abricots) et EUsol (tomates).

En savoir plus

  • Ruiz D., Reich M., Bureau S., Renard C.M.G.C. & Audergon J.-M. : Application of Reflectance Colorimeter Measurements and Infrared Spectroscopy Methods to Rapid and Nondestructive Determination of Carotenoids Content in Apricot (Prunus armeniaca L.) . J Agric Food Chem 56 (2008) 4916-4922
  • Bureau, S., Ruiz, D., Reich, M., Gouble, B., Bertrand, D., Audergon, JM., & Renard, C.M.G.C. Rapid and non-destructive analysis of apricot fruit quality using FT-Near-Infrared spectroscopy. Food Chem 113 (2009) 1323–1328.
  • Bureau, S., Ruiz, D., Reich, M., Gouble, B., Bertrand, D., Audergon, JM., & Renard, C.M.G.C. Application of ATR-FTIR for a rapid and simultaneous determination of sugars and organic acids in apricot fruit. Food Chem, Food Chemistry 115 (2009) 1133-1140.
  • Ścibisz I., Reich M., Bureau S. , Gouble B., Causse M., Bertrand D., Renard C.M.G.C. Mid-infrared spectroscopy as a tool for rapid determination of internal quality parameter in tomato. Accepté Food Chem.
  • Bureau S. The Use of Non-destructive Methods to Analyse Fruit Quality. In: Fresh Produce (Special Issue), Global Science Books, Fresh produce, 2009, Volume 3 Special issue 1, pp 23-34.