PROGRAMME DE RECHERCHE C.A.R.H.E.S

« Influence des origines géographiques sur les microconstituants nutritionnels des agrumes et fabrication d’extraits d’agrumes enrichis en ces composés »

Le CIRAD, le centre International de recherche agronomique pour le développement implanté sur Montpellier et AGRO’NOVAE DEVELOPPEMENT, entreprise agroalimentaire des alpes de haute provence spécialisée sur le développement et la fabrication d’ingrédients et de spécialités à base de fruits, viennent de démarrer un programme de recherche de 2 ans sur les agrumes méditerranéens subventionné par OSEO.

LE PERIMETRE DU PROGRAMME ET SES OBJECTIFS

Il est établi que les effets bénéfiques des fruits seraient en partie attribués à leur composition particulière qui renferme de nombreux éléments tels que les fibres, les vitamines, les minéraux, mais aussi des microconstituants nutritionnels tels que les antioxydants caroténoïdes et flavonoïdes. Les agrumes et leur jus sont ainsi particulièrement riches en ces antioxydants.

L’influence des conditions climatiques et les températures jouent un rôle important sur les teneurs en caroténoïdes et sur l’évolution de la pigmentation des fruits. Il est connu que les fruits exposés à des températures jour/nuit de 20/5°C développent une couleur orange prononcée tandis que les fruits exposés à des températures jour/nuit de 30/10°C sont moins colorés et plutôt vert-jaune. Le virage de la couleur de la peau des agrumes résulte à la fois de la dégradation des chlorophylles et de la biosynthèse des caroténoïdes. Les agrumes poussant en conditions climatiques présentant de larges fluctuations de température jour/nuit, comme en Corse, produisent des fruits plus colorés. Sous les tropiques, l’absence de températures basses ne permet pas la disparition des pigments chlorophylliens et les fruits restent verts. Dans les zones méditerranéennes les plus méridionales, l’alternance de températures chaudes dans la journée et fraîches la nuit constitue un environnement optimal pour la dégradation des pigments verts chlorophylliens et la synthèse des pigments caroténoïdes.

Ces données sont valables pour la peau des agrumes mais qu’en est-il de la pulpe ? L’accumulation des caroténoïdes dans les deux compartiments peau et pulpe est-elle régulée de la même manière ? Ces questions amènent à vouloir comparer les teneurs en caroténoïdes d’agrumes génétiquement bien identifiés et cultivés sous les climats tropicaux et méditerranéens.

En ce qui concerne les polyphénols (et en particulier l’hespéridine), peu d’informations existent sur l’influence climatique régulant les teneurs chez les agrumes. L’implication de ce flavonoïde d’agrume dans la prévention de maladies a été largement étudiée sur l’homme et l’animal. Il est donc justifié de l’intégrer aux analyses de caroténoïdes dans ce projet.

Afin de mieux mettre à profit le potentiel nutritionnel des agrumes, l’élaboration d’extraits naturels enrichis en micronutriments à partir de fruits représente une alternative qui suscite de plus en plus d’intérêt. Néanmoins, plusieurs contraintes doivent être intégrées lors du choix des procédés pour réaliser l’opération : grande labilité chimique des composés d’intérêt (sensibilité à la température et aux oxydations), limitation des coûts opérationnels, utilisation de solvants organiques exclue. Le second volet du projet correspond ainsi à l’étude de divers procédés utilisables seuls ou en couplage, pour élaborer des extraits enrichis en caroténoïdes et/ou hespéridine à partir d’agrumes.

Les objectifs poursuivis par ce programme sont ainsi de...

• comparer les teneurs en caroténoïdes et hespéridine d’agrumes génétiquement identifiés provenant d’origines géographiques différentes
• mettre en évidence des différences significatives entre les agrumes cultivés en climat tropical, subtropical (Brésil, Floride) et les agrumes méditerranéens (Corse, Espagne, Italie, Maroc)
• identifier et quantifier les compositions en caroténoïde et hespéridine de ces agrumes
• définir et optimiser les procédés adaptés à la fabrication des extraits

LES METHODOLOGIES UTILISEES

Des agrumes sont choisis parmi les fruits appartenant aux trois espèces les plus consommés (orange : Citrus sinensis, clémentines : Citrus clementina, et pomelos : Citrus paradisi) et correspondant aux mêmes variétés et poussant sur le même porte-greffe. Le stade de maturité est défini par l’indice de maturité (rapport Brix/Acide) : l’échantillonnage portant sur des fruits homogènes en calibre et cueilli autour de l’arbre extérieur à la frondaison.

Les analyses des microconstituants se feront par HPLC-DAD : analyses quantitatives et identification de la composition en caroténoïdes des jus/pulpe et peaux d'agrumes ; analyses quantitatives de l’hespéridine sur les jus/pulpe d’agrumes.

La partie liée aux procédés pour l’élaboration d’extraits enrichis en caroténoïdes et/ou hespéridine sera schématiquement articulée en 2 phases successives : prétraitement enzymatique et/ou flash détente, concentration par procédés naturels. Les analyses et interprétation statistiques des résultats termineront ces travaux de recherche.

LES RESULTATS ATTENDUS PAR LES PARTENAIRES DU PROJET

Vérifier l’hypothèse selon laquelle les fruits méditerranéens auraient des teneurs plus élevées en caroténoïdes en raison des conditions climatiques (différences entre températures jour/nuit provoquant un stress oxydatif).

Mettre en évidence une sélection environnementale d’espèces/variétés d'agrume basées sur un critère d'intérêt nutritionnel.

Améliorer les connaissances sur les microconstituants des agrumes méditerranéens et développer leur consommation par la mise en avant de leur richesse nutritionnelle.

Mettre au point des procédés techniques économes et respectueux du potentiel nutritionnel des fruits pour la production industrielle de nouveaux extraits d’agrumes enrichis en caroténoïdes/hespéridine.

Valoriser les résultats obtenus par la rédaction de publications scientifiques dans des revues internationales.

LES PARTENAIRES DU PROJET

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