Qualité des pommes, qualité du cidre et qualité des pommes à cidre

 Les composés phénoliques, flavanols, anthocyanidines, acides hydroxycinnamiques, sont des déterminants de la qualité des fruits frais et transformés tels que le goût, la couleur ou la texture. Ils contribuent également par leurs propriétés antioxydantes aux caractéristiques nutritionnelles des fruits. La peau, qui correspond à des tissus métaboliquement très actifs, concentre ces composés. Cependant leur distribution, pouvant être à l'origine de différentes accessibilités et réactivités dans les phénomènes d’oxydation affectant la qualité des fruits lors de leur consommation ou de leur transformation, reste méconnue.

Une cartographie des familles de composés phénoliques a été réalisée grâce à la combinaison de méthodes cryo-fixation, cryo-section et cryo-microscopie permettant la préservation de ces molécules diffusibles et de l'observation de leur autofluorescence après une excitation par un rayonnement en UV profond. Ces observations ont permis d’établir la distribution des composés phénoliques de la pomme :

• les flavanols monomères ou condensées (tannins) ont été révélés dans les couches cellulaires de la cuticule,
• les anthocyanidines associées aux pigments sont retrouvés surtout dans les couches sub-cuticulaires
• les acides hydroxycinnamiques sont retrouvés majoritairement dans les couches cellulaires plus profondes de l’épiderme tel que le cortex externe et particulièrement dans les parois cellulaires.

L’étude réalisée sur deux variétés de pommes à cidre montre des différences de distribution en fonction de la variété, alors que le stockage des fruits n’a pas d’influence notable sur cette distribution.

 L’approche analytique mise en œuvre permettant de localiser en une seule observation les grandes familles de composés phénoliques ouvre des perspectives pour d’autres études sur la variabilité de leur distribution en fonction de la physiologie, de la génétique et des itinéraires technologiques susceptibles d'affecter la qualité des fruits.

Partenaires : cette étude a été réalisée par l'unité BIA, à Nantes, en collaboration avec l'ESA (unité GRAPPE, Angers), Synchrotron Soleil (Gif sur Yvette),

Financement : cette étude a été réalisée dans le cadre du programme RFI Food for Tomorrow, financé par la Région Pays de la Loire

Publication associée : Vidot, K., M.-F. Devaux, C. Alvarado, S. Guyot, F. Jamme, C. Gaillard, R. Siret and M. Lahaye (2019). "Phenolic distribution in apple epidermal and outer cortex tissue by multispectral deep-UV autofluorescence cryo-imaging." Plant Science. 283: 51–59.
DOI : https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2019.02.003

Contact : Marc Lahaye, UR BIA

Les pommes pour des jus et cidres rosés : rôle des polyphénols dans l’intensité et la stabilité de la couleur

 Les jus de pomme et les cidres rosés suscitent actuellement l’intérêt des consommateurs à condition que ces boissons soient produites en respectant la naturalité des fruits et des technologies d’élaboration. Dans ce contexte, de la même façon qu’il existe des oranges dites "sanguines", on trouve aussi des pommes à chair rouge destinées à la transformation. Certaines de ces variétés sont conservées au centre INRAE Pays de la Loire (UMR IRHS et UE Horticole).

Récemment, l’Equipe PRP (Polyphénols, Réactivité et Procédés, localisée à Rennes) de l'unité BIA a étudié les jus de ces variétés originales pour en comprendre le potentiel couleur dans l’élaboration de jus et de cidres rosés. Une grande diversité de nuances de couleur a été obtenue avec un impact très contrasté de l’oxydation sur la stabilité de la couleur selon la variété considérée (voir photo).

L’analyse de cet impact a montré le rôle prépondérant de la concentration d’un polyphénol de la famille des anthocyanes, l’idéaïne, sur l’intensité de la teinte rouge-rosé. En outre, un pH bas (lié à une plus forte acidité) vient renforcer l’expression et la stabilité de cette couleur.

Enfin, d’autres facteurs, tels que l’activité enzymatique polyphénoloxydase, et les autres catégories de polyphénols, contribuent aussi à la stabilité de la couleur en rapport avec l’oxydation qui a lieu lors du râpage et du pressage. Les mécanismes biochimiques et physico-chimiques sous-jacents sont complexes et d’autres travaux sont nécessaires à leur élucidation. Pourtant, ces résultats soulignent déjà la diversité et le potentiel des variétés de pommes à chair rouge qui, utilisées en mélange avec d’autres variétés plus classiques, serviront à l’élaboration des jus et des cidres rosés de demain.

Partenaires : ces travaux ont été réalisés par l'unité BIA, en partenariat avec l'UMR IRHS et l'UE Horticole. Ils s’inscrivent dans le programme de l’Unité Mixte de Technologie UMT Actia Nova²Cidre en partenariat avec l’IFPC (Institut Technique des Productions Cidricoles).

Publication associée : Février H., Le Quéré J.M., Le Bail G., Guyot S. (2017) Polyphenol profile, PPO activity and pH variation in relation to colour changes in a series of red-fleshed apple juices, LWT - Food Science and Technology, 85, 353-362

Contact : Sylvain Guyot, UR BIA

Jus de pommes français et polonais : les différences sont dues à la fois aux variétés de pommes et aux méthodes d’élaboration

 Le jus de pomme est considéré comme favorable à la santé. La présence de pectine, de polyphénols, de potassium, de vitamines sont les arguments les plus courants en leur faveur. Lors de précédents travaux, de fortes différences avaient été observées entre les jus de pomme français et polonais. Il restait à comprendre à quoi étaient dues ces différences.  

Les industriels français élaborent des jus de pomme à partir de variétés spécifiques, produites pour être transformées (en cidre ou en jus de pomme). De plus, les jus sont élaborés à basse température c’est-à-dire entre 10 et 15 °C. Les producteurs polonais, comme dans beaucoup d’autres pays, produisent des jus à partir de pommes de table. Par ailleurs ils ont d’avantage cherché à optimiser leur productivité, par exemple en pressant les pommes après un traitement enzymatique à 50 °C. Ces procédés sont plus rapides et permettent d’atteindre un rendement en jus plus élevé lors du pressage.

Pour juger de l’impact de la matière première et de la technologie, trois variétés de pommes polonaises et trois françaises ont été transformées, d’une part selon la technologie française, et d’autre part selon la technologie polonaise.

Les composés majoritaires comme les sucres, l’acidité, le pH ou les sels minéraux ne sont pas affectés par les différents procédés. En revanche les polyphénols qui contribuent aux qualités nutritionnelles (pouvoir antioxydant) mais aussi aux qualités sensorielles (amertume, astringence, couleur) sont fortement modifiés par le type de procédé. Qu’il s’agisse de jus limpides ou de jus troubles les procédés français permettent de conserver plus de polyphénols. L’impact des variétés est également très important : en moyenne les jus obtenus à partir des variétés françaises (pommes à cidre de type acidulé) contiennent deux fois plus de polyphénols que les variétés utilisées en Pologne (pommes à couteau).

Partenaires : cette étude a été menée par l'unité BIA (Biopolymères, Interactions, Assemblages),  et le Research Institute of Horticulture, Konstytucji 3 Maja 1/3, 96-100, Skierniewice, Poland 

Financement : ce travail a été mené dans le cadre du projet ISAFRUIT financé par la Commission Européenne (Contrat n° FP6-FOODeCT-2006-016279).

Publication associée : Markowski, J., Baron, A., Le Quéré, J. M., & Plocharski, W. (2015). Composition of clear and cloudy juices from French and Polish apples in relation to processing technology. LWT-Food Science and Technology, 61(1), 813-820.

Contact : Jean-Michel Le Quéré,  UR BIA

 Les qualités organoleptiques du cidre sont fortement dépendantes de la teneur en polyphénols. En particulier, les saveurs amer et astringente des pommes à cidre sont directement liées à la teneur et au degré de polymérisation des procyanidines contenus dans les fruits.

Pour améliorer ces variétés, il est essentiel de mieux comprendre les bases génétiques de la composition et de la teneur en polyphénols.
Pour déterminer les gènes impliqués dans la polymérisation des procyanidines, et la teneur en polyphénols des pommes, une approche dite QTL (Quantitative Trait Locus), qui permet d’identifier les portions du génome impliquées dans l’expression d’un caractère mesurable, a été utilisée sur une descendance de pommiers à cidres.

Pour la première fois, cinq QTL ont été détectés en relation avec la polymérisation des procyanidines. Ces résultats sont les premiers à mettre en évidence les facteurs génétiques liés à la polymérisation des procyanidines chez la pomme et ouvrent ainsi la voie à de nouvelles études génétiques visant à mieux comprendre les mécanismes biologiques impliqués. Parmi les QTL détectés dans cette étude, beaucoup semblent particulièrement stables, indépendamment de l’année de récolte, de la transformation des fruits en jus (étape la plus dommageable pour la teneur en composés phénoliques dans le processus de fabrication des cidres), voir même du fond génétique considéré, offrant ainsi de nouvelles pistes pour les programmes de sélection assistée par marqueurs.

Partenaires : cette étude a été menée en collaboration entre l’unité IRHS (INRAE - Agrocampus Ouest – Université d’Angers),  l'Unité BIA (INRAE) et le  laboratoire SONAS (Université d’Angers)

Financement :  financement de la thèse de C. Verdu par la SFR QUASAV.

Publication associée : Verdu CF, Guyot S, Childebrand N, Bahut M, Celton J-M, et al. (2014). QTL Analysis and Candidate Gene Mapping for the Polyphenol Content in Cider Apple. PLoS ONE 9(10): e107103. doi:10.1371/journal.pone.0107103

Contact : François LAURENS UMR IRHS