Fiche descriptive
Etude cinétique des transferts et réactions de composés d'intérêt produits par les levures lors de la fermentation du café (Document en Français)
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Modalités de diffusion de la thèse :
Modalités de diffusion de la thèse :
- Thèse confidentielle jusqu'au 28/09/2023.
- Thèse soumise à l'embargo de l'auteur : embargo illimité (communication intranet).
Auteur : Hadj salem Fatma
Date de soutenance : 28-09-2021
Directeur(s) de thèse : Collignan Antoine
- Boulanger Renaud
Etablissement de soutenance : Institut Agro
Laboratoire : QUALISUD - Démarche intégrée pour l'obtention d'aliments de qualité
Ecole doctorale : École Doctorale GAIA Biodiversité, agriculture, alimentation, environnement, terre, eau (Montpellier ; 2015-...)
Hadj salem, Fatma
Nom
Hadj salem
Prénom
Fatma
Nationalité
TN
Date de soutenance : 28-09-2021
Directeur(s) de thèse : Collignan Antoine
Collignan, Antoine
Nom
Collignan
Prénom
Antoine
Boulanger, Renaud
Nom
Boulanger
Prénom
Renaud
Etablissement de soutenance : Institut Agro
Institut Agro
Nom
Institut Agro
Laboratoire : QUALISUD - Démarche intégrée pour l'obtention d'aliments de qualité
QUALISUD - Démarche intégrée pour l'obtention d'aliments de qualité
Nom
QUALISUD - Démarche intégrée pour l'obtention d'aliments de qualité
Ecole doctorale : École Doctorale GAIA Biodiversité, agriculture, alimentation, environnement, terre, eau (Montpellier ; 2015-...)
École Doctorale GAIA Biodiversité, agriculture, alimentation, environnement, terre, eau (Montpellier ; 2015-...)
Nom
École Doctorale GAIA Biodiversité, agriculture, alimentation, environnement, terre, eau (Montpellier ; 2015-...)
Discipline : Sciences des procédés des matériaux, bioproduits et aliments
Classification : Sciences de la vie, biologie, biochimie
Mots-clés libres : Précurseur d'arôme, Composé d'arôme, Transfert, Starter, Fermentation, Modèle
Résumé : L'objectif de ce travail était d'étudier la cinétique de transfert des composés d'arôme et de précurseurs d'arôme, produits par des starters, dans les grains de café au cours de la fermentation afin d'élucider les mécanismes mis en jeu.Trois molécules d'arôme (butanal, 2-phényéthanol, acétate d'isoamyle) et quatre précurseurs d'arômes (fructose, acide lactique, acide glutamique, alanine) ont été choisies pour suivre leurs cinétiques de transferts de la phase liquide fermentaire vers une phase solide, les grains de café. En première approche, le suivi a été étudié en utilisant des molécules marquées pendant un traitement humide simulé en utilisant quatre milieux modèle (composés pour le milieu M1 : grains déparchés, M2 : grains démucilaginés, M3 : grains dépulpés, M4 : grains dépulpés avec levure). Les essais de fermentation simulée ont été réalisés dans des " conditions optimales de transfert " : à 25 °C et sous agitation de 120 rpm. Ensuite, le transfert de ces composés a été vérifié par des fermentations en conditions réelles en utilisant deux souches de levure Saccharomyces cerevisiae (LSCC2 et LSCC3). Puis la performance de trois souches de Saccharomyces cerevisiae, LSC1, LSC2 et LSC3 a été examinée, sur milieux modèles de pulpe, en suivant les cinétiques de consommation de substrat et de production de métabolites pendant 48 heures de fermentation à 25°C.Les résultats montrent que toutes les molécules étudiées peuvent être transférées de l'eau vers les graines de café. Au cours de ce transfert, la parche, avec sa structure fibreuse, a agi comme un filtre moléculaire en réduisant le transfert des précurseurs et du 2-phényléthanol jusqu'à 60%. Ces composés ont été retenus par la parche en raison de leur conformation moléculaire. Malgré cette rétention, le 2-phényléthanol, l'acide lactique et les deux acides aminés ont été transférés de façon continue. Par ailleurs, le butanal, l'acétate d'isoamyle et le fructose semble avoir subi des réactions métaboliques lié à la germination réduisant leur quantité dans les grains de café après leur transfert. Ces mécanismes de transfert et de dégradation engendrent une modification de la composition chimique des grains modifiant ainsi le profil aromatique du café fermenté. Pendant la fermentation en conditions réelles, les transferts du 2-phényléthanol et de l'acétate d'isoamyle ont été observés dès les premiers heures de fermentation. Tandis que l'acide lactique et l'alanine ont été produits et transférés dans les grains de café après un temps de latence de 12 heures. Ce temps peut correspondre à une phase d'évolution de la structure des grains de café jusqu'à atteindre des conditions favorables au transfert de ces deux précurseurs dans les grains.Les trois souches étudiées ont été capables de produire des acides organiques, de l'éthanol, des aldéhydes, des alcools supérieurs et des esters avec des taux de production significativement différents selon la souche. Ces composés volatils ont été transférés dans les grains de café à des taux différents, ce qui a eu un impact significatif sur la composition chimique des grains.Le développement des modèles de complexité croissante a permis d'identifier et représenter les mécanismes affectant l'évolution de la concentration des trois composés d'arôme (2-phényléthanol, acétate d'isoamyle et butanal) produits par les levures et transférés aux grains de café pendant la fermentation. Le transfert de 2-phényléthanol a été bien décrit par le modèle incluant une résistance évolutive de la parche en fonction du temps (R²=0.98) tandis que l'accumulation d'acétate d'isoamyle et de butanal a été mieux décrite par un modèle incluant deux réactions de dégradation de premier ordre en parallèle (R²= 0.87-0.66 et R²= 0.80-0.67, respectivement). Le développement de ce modèle a contribué à la compréhension de plusieurs mécanismes impliqués au cours de la fermentation confirmant qu'ils étaient très « molécules-dépendants ».
Classification : Sciences de la vie, biologie, biochimie
Mots-clés libres : Précurseur d'arôme, Composé d'arôme, Transfert, Starter, Fermentation, Modèle
Résumé : L'objectif de ce travail était d'étudier la cinétique de transfert des composés d'arôme et de précurseurs d'arôme, produits par des starters, dans les grains de café au cours de la fermentation afin d'élucider les mécanismes mis en jeu.Trois molécules d'arôme (butanal, 2-phényéthanol, acétate d'isoamyle) et quatre précurseurs d'arômes (fructose, acide lactique, acide glutamique, alanine) ont été choisies pour suivre leurs cinétiques de transferts de la phase liquide fermentaire vers une phase solide, les grains de café. En première approche, le suivi a été étudié en utilisant des molécules marquées pendant un traitement humide simulé en utilisant quatre milieux modèle (composés pour le milieu M1 : grains déparchés, M2 : grains démucilaginés, M3 : grains dépulpés, M4 : grains dépulpés avec levure). Les essais de fermentation simulée ont été réalisés dans des " conditions optimales de transfert " : à 25 °C et sous agitation de 120 rpm. Ensuite, le transfert de ces composés a été vérifié par des fermentations en conditions réelles en utilisant deux souches de levure Saccharomyces cerevisiae (LSCC2 et LSCC3). Puis la performance de trois souches de Saccharomyces cerevisiae, LSC1, LSC2 et LSC3 a été examinée, sur milieux modèles de pulpe, en suivant les cinétiques de consommation de substrat et de production de métabolites pendant 48 heures de fermentation à 25°C.Les résultats montrent que toutes les molécules étudiées peuvent être transférées de l'eau vers les graines de café. Au cours de ce transfert, la parche, avec sa structure fibreuse, a agi comme un filtre moléculaire en réduisant le transfert des précurseurs et du 2-phényléthanol jusqu'à 60%. Ces composés ont été retenus par la parche en raison de leur conformation moléculaire. Malgré cette rétention, le 2-phényléthanol, l'acide lactique et les deux acides aminés ont été transférés de façon continue. Par ailleurs, le butanal, l'acétate d'isoamyle et le fructose semble avoir subi des réactions métaboliques lié à la germination réduisant leur quantité dans les grains de café après leur transfert. Ces mécanismes de transfert et de dégradation engendrent une modification de la composition chimique des grains modifiant ainsi le profil aromatique du café fermenté. Pendant la fermentation en conditions réelles, les transferts du 2-phényléthanol et de l'acétate d'isoamyle ont été observés dès les premiers heures de fermentation. Tandis que l'acide lactique et l'alanine ont été produits et transférés dans les grains de café après un temps de latence de 12 heures. Ce temps peut correspondre à une phase d'évolution de la structure des grains de café jusqu'à atteindre des conditions favorables au transfert de ces deux précurseurs dans les grains.Les trois souches étudiées ont été capables de produire des acides organiques, de l'éthanol, des aldéhydes, des alcools supérieurs et des esters avec des taux de production significativement différents selon la souche. Ces composés volatils ont été transférés dans les grains de café à des taux différents, ce qui a eu un impact significatif sur la composition chimique des grains.Le développement des modèles de complexité croissante a permis d'identifier et représenter les mécanismes affectant l'évolution de la concentration des trois composés d'arôme (2-phényléthanol, acétate d'isoamyle et butanal) produits par les levures et transférés aux grains de café pendant la fermentation. Le transfert de 2-phényléthanol a été bien décrit par le modèle incluant une résistance évolutive de la parche en fonction du temps (R²=0.98) tandis que l'accumulation d'acétate d'isoamyle et de butanal a été mieux décrite par un modèle incluant deux réactions de dégradation de premier ordre en parallèle (R²= 0.87-0.66 et R²= 0.80-0.67, respectivement). Le développement de ce modèle a contribué à la compréhension de plusieurs mécanismes impliqués au cours de la fermentation confirmant qu'ils étaient très « molécules-dépendants ».
Type de contenu : Text
Format : PDF
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Entrepôt d'origine : 
Identifiant : 2021AGRO0055
Type de ressource : Thèse
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