FACULTE DES SCIENCES DE L'AGRICULTURE ET DE
L 'A L IM E N T A T IO N
C ONSERVATIO N DE LAITUES DE QUATRIEME GAMME SOUS
A TM O S P H E R E CONTROLEE OU MODIFIEE
FATOUMATA HAMZA
M é m o ire
p ré sen té
pour l'obtention
du grade de maître ès sciences (M.Sc.)
ECOLE DES GRADUES
UNIVERSITE LAVAL
MARS 1993
Je dé sire e xp rim e r ma très sincère gratitud e à mon d ire cte u r de recherche, le d o c te u r Jo se p h M a k h lo u f qui a sû g u id e r a ve c b e a u c o u p de p a tie n ce mes prem iers pas dans la recherche et pour les conseils qu'il a su m e prodiguer tout au long de la réalisation de ce travail.
Je rem ercie mon codirecteur, le docteur François C astaigne pour son support et ses encouragem ents tout au long de ma recherche.
Je rem ercie le docteur C laude W illem ot pour sa disponibilité et ses conseils. M es re m e rcie m e n ts à M e ssie urs A lain Em ond, B e rn ard B éliveau pour leur g e n tille s s e et leur grande d isp onib ilité et à m onsieu r C laude G osselin pour ses con seils lors de l'utilisation du GC.
Je suis re co n n a issa n te envers l'e n tre p rise LA S S O N D E ET FILS de m 'avoir accordé une bourse pour mes études graduées.
Je rem ercie tous mes am is qui de près ou de loin m 'ont encouragé tout au long de la réalisation de ce travail.
J'aim e rais dédier ce travail à la m ém oire de ma tante Bintou, à ma m ère Bakourou, à mon père Tahar C hérif et à mes soeurs et frères pour leur soutien pendant ces an née s d'étude.
R E S U M E
L'étude a porté sur la conservation des laitues Iceberg et Rom aine découpées. Dans un prem ier tem ps, nous avons déterm iné l'atm osphère optim ale en C O 2 et en O 2 po u r la co n se rva tio n des p ro d u its sous a tm o sp h è re co n trô lé e (AC) ou m o difiée (AM ). Les laitues ont été e n trep osé es à 4°C durant 16 jou rs sous un ba layag e d'a zote co n ten ant diffé ren tes com bina iso ns de C O 2 et d'C>2. L'étude a d é m o n tré q u 'u n e AC c o n te n a n t 10% C O 2 et 1% O 2 serait o p tim a le po u r la co n s e rv a tio n des la itu e s Iceberg et R om aine. C ette a tm o sp h è re a ralenti le b ru n isse m e n t du tissu sans p ré se n te r de risques de dé velo p p e m e n t de lésions brunes (brown stain) et d'anaérobiose. La durée de conservation des laitues dans ces co n d itio n s a doublé par rapport à celle du tém oin à l'air. Par la suite, nous avo n s étudié le rôle du m étabolism e phénolique dans le d é ve lo p p e m e n t du BS chez la laitue Rom aine conservée sous une atm osphère riche en C O 2 . La laitue a été en tre p o sé e pendant 7 jours à 4°C sous un balayage d 'a ir ou de C O 2 (15% ) puis tra nsfé rée à l'air à 2 0 °C. L'étude a dém ontré que l'apparition du BS sous C O 2 et à basse tem pérature n'est pas reliée à l'activation de la phénylalanine am m onia- lyase (P A L). A p rè s a é ratio n du p ro d u it l'a cce n tu a tio n du BS a co ïn cid é avec l'a u g m e n ta tio n de la te n e u r en phénols du tissu. Les résultats sug gèrent que la s tim u la tio n de la syn th è se des ph é n o ls im p liq u e des é ta p e s de la voie des phénylp rop ano ïde s ultérieures à celle de la PAL.
Joseph Makhlouf Directeur de thèse Fatoum ata Ham za
Page
A vant propos i
R ésum é ii
T a b le des m atières iii
Liste des figures vi
Liste des ta b le a u x vi
In tro d u ctio n générale 1
C h a p itre I: Revue de Littérature
31.1 H istorique et définition des produits de la IN/ième gam m e 4 1.2 C a ra ctéristiq ue s des produits de la
iV'ème
gam m e 41.2.1 Effets de la découpe sur l'activité physiologique et
les altérations biochim iques 5
1.2.1.1 Activité physiologique 5
1.2.1.1.1 L'éthylène (C2 H4 ) 5
1.2.1.1.2 La respiration 5
1.2.1.2 A ltérations biochim iques 6 1.2.1.2.1 Biosynthèse des phénols 7 1.2 .1.2 . 1.1 Voie de l'acide shikim ique 7 1.2.1.2.1.2 Voie des phénylpropanoïdes 7 1.2.1.2.2 Les enzym es im pliquées dans le brunissem ent 8 1.2.1.2.2.1 La phénylalanine am m onialyase (PAL) 8 1.2.1.2.2.2 La polyphénoloxydase (PPO) 8 1.2.1.2.2.3 La péroxydase (POD) 9 1.2.1.2.3 A utres sym ptôm es de brunissem ent de la laitue 9 1.2.1.2.3.1 Le russet spot (RS) 9
i V
1.2.1.2.3.2 Le brown stain (BS) 10 1.2.2 Effets de la découpe sur les altérations m icrobiologiques 11 1.3 C onservation des produits de la 4 'èm e gam m e 12
1.3.1 Influence des m éthodes de Fabrication 12 1.3.2 Influence de la tem pérature 12 1.3.3 Influence de l'atm osphère contrôlée (AC) ou m odifiée (AM) 13
1.3.3.1 Effets bénéfiques de l'AC/AM 13 1.3.3.2 Effets négatifs de l'AC/AM 14
1.4 H ypothèse et objectifs 15
Chapitre II: Détermination des conditions optimales
en C 0 2 et en O
2
pour la conservation des
laitues Iceberg et Romaine de
4
ième gamme
16
2.1 Introduction 17
2.2 M atériel et m éthodes 18
2.2.1 Préparation des laitues 18
2 .2.2 C onditions des traitem ents 1 8
2 .2 .3 E cha n tillo n n a g e 19
2.2.4 Test de vieillissem ent 19
2.2.5 A nalyse organoleptique 19
2.2.6 Test colorim étrique du brunissem ent 19 2.2.7 D osage des phénols totaux 20 2.2.8 D osage des com posés volatils 20
2.2.9 T raitem ents des données 21
2.3 Résultats 21
2.4 D iscussion 23
C h apitre III: Effet d'une atmosphère riche en
C 0 2 sur le métabolisme phénolique de la
laitue Romaine
373.1 Introduction 38
3.2 Matériel et m éthodes 38
3.2.1 M atériel végétal 38
3.2.2 C on dition s d'e ntre po sage 39
3.2 .3 Evaluation du BS 39
3.2.3 Activité de la PAL 39
3.2.5 D éterm ination des com posés phénoliques 40
3.3 T raitem ent des données 40
3.4 Résultats 40 3.5 D iscussion 41 3 .6 .C on clu sio n 43 50 52 58 C o n clu sio n générale
R éférences A n n e xe s
Figure 1 Evolution de l'apparence de la laitue Iceberg découpée durant l'entreposage à 4°C sous différentes AC.
Figure 2 Evolution du brunissem ent de la laitue Iceberg découpée durant l'entreposage à 4°C sous différentes AC.
F igure 3 E volution du contenu en phénols de la laitue Iceberg
d é coupée durant l'entreposage à 4°C sous différentes AC.
F igure 4 E volution de l'apparence de la laitue Iceberg découpée durant l'entreposage à 4°C sous différentes AC.
Figure 5 Evolution du brunissem ent de la laitue Iceberg découpée durant l'entreposage à 4°C sous différentes AC.
Figure 6 Evolution du contenu en phénols de la laitue Iceberg
dé coupée durant l'entreposage à 4°C sous différentes AC.
Figure 7 Evolution du contenu en éthanol de la laitue Iceberg
découpée durant l'entreposage à 4°C sous différentes AC.
Figure 8 Effet de l'entreposage sous 15% C O 2 à 4°C pendant
7 jours suivi du transfert à l'air à 20°C sur le développem ent du BS chez la laitue Rom aine
Figure 9 Effet de l'entreposage à l'air et à 15% C O 2 à 4°C pendant 7 jours suivi du transfert à l'air à 20°C sur l'activité de la PAL chez la laitue Romaine.
F igure 10 Effet de l'entreposage à l'air et à 15% C O 2 à 4°C pendant 7 jou rs suivi du transfert à l'air à 20°C sur le contenu en phénols solubles de la laitue Rom aine.
Fioure 11 Effet de l'entreposage à l'air et à 15% C O 2 à 4°C pendant 7 jou rs suivi du transfert à l'air à 20°C sur le contenu acide chlorogénique de la laitue Rom aine
Page T a blea u 1 Texture de la laitue Iceberg découpée entreposée sous 29
différentes AC.
T a blea u 2 G oût et odeurs de la laitue Icerberg découpée entreposée sous 30 différentes AC.
T a blea u 3 Effet de l'enrichissem ent en C O 2 de l'atm osphère 31 sur la qualité de la laitue Iceberg découpée au 8 'èm e jour
d'e ntre po sage et après le test de vieillissem ent
T a blea u 4 Effet de l'appauvrissem ent en O2 de l'atm osphère sur la 36 qualité de la laitue Iceberg découpée au S'ème j our d'entreposage et après le test de vieillissem ent
T a b le a u 5 C om position en phénols des tissus de la laitue Rom aine 49 e ntreposée à 15% CO 2 à 4°C pendant 7 jours suivi du transfert
Les c h a n g e m e n ts dans les m oeurs socia le s de la po pula tion ont am ené le dé ve lo p p e m e n t ré cent de produits alim entaires ״prêts-à-m anger" nécessitant peu de p ré p a ra tio n de la part du co n s o m m a te u r et a ya nt sub is un m inim um de tra ite m e n ts p o u va n t a ffe cte r leur p ro p rié té s o rg a n o le p tiq u e s et n u tritrio n n e lle s. P arm i ces p ro d u its, les de nré es dites de “qu a triè m e gam m e" co n n a isse n t une po pula rité cro issa nte en Europe. Ils ont été récem m ent introduits au Québec.
C e p e n d a n t, ces p ro d u its ont été d é ve lo p p é s de m a n iè re e m p iriq u e et les ind ustrie ls se sont heurtés aux problèm es de leur conservation. En effet, le stress qu'ils sub issent lors de leur préparation (lavage, parage et découpe), les rend plus vuln é ra b le s à la détérioration. Ainsi, à l'échelle com m erciale les produits de 4 Îème ga m m e ont une durée de vie de 5 à 7 jours à 4°C.
La d é coup e peut e n traîner une stim ulation de la respiration et de la production d 'é th y lè n e . De p lu s, le tis s u b le ssé p e u t ê tre le siè g e de m u ltip lic a tio n s b a c té rie n n e s et de ré a c tio n s e n z y m a tiq u e s in d é s ira b le s . Le b ru n is s e m e n t e n z y m a tiq u e , p ro v e n a n t du m é ta b o lism e ph é n o liq u e est un des ch a n g e m e n ts bio chim iqu es non désiré chez la laitue de 4 ièm e gamme.
N éanm oins, des études sur la conservation des fruits et légum es frais entiers ont d é m o n tré que leur détérioration peut être am enuisée par le conditionnem ent de s p ro d u its so u s a tm o s p h è re m odifiée . C e p e n d a n t il est trè s im p o rta n t de d é te rm in e r les c o n c e n tra tio n s id é a le s en o x yg è n e et en g a z ca rb o n iq u e à m a in te n ir au to u r du produit. En effet, des concentrations inadéquates de ces deux g a z peuvent e n gen dre r des altérations aux tissus végétaux.
Dans ce projet, nous avons évalué l'effet de différentes atm osphères contrôlées afin de d é te rm in e r les conditions optim ales en C O 2 et en O 2 pour la conservation d e s la itu e s Ic e b e rg et R o m a in e c o u p é e s . N ous a v o n s é g a le m e n t te n té
d 'a p p ro fo n d ir les connaissa nces sur les m écanism es à la base du brunissem ent des laitues soum ises à une AC riche en C O 2 .
Les résultats de notre recherche perm ettront de m ieux com prendre les facteurs lim ita n ts la c o n s e rv a tio n des laitu es de 4i® m e g a m m e (co n d itio n s sous AM, to lé ra n ce du tissu au brunissem ent etc...) et par conséquent d 'o u vrir la voie vers des solu tions plus efficaces pour am éliorer la durée de vie des produits durant la d is trib u tio n . A in si, l'in d u s trie q u é b é c o is e de 4 'è m e ga m m e po urra o ffrir aux co n so m m a te u rs québécois et canadiens des produits frais "à valeur ajoutée" par un c o n d itio n n e m e n t pe rm e ttan t une utilisation rapide et nécessitan t un m inim um de préparation.
C h ap itre 1
1.1 Historique et définition des produits de 4ièm e gam me
Les d e n ré e s d ite s de "4 'è m e gam m e" co n n a isse n t une p o p u la rité cro issa n te p rin c ip a le m e n t en E uro pe (M oinet, 1987). Ce p h é n o m è n e est le ré su lta t de c h a n g e m e n ts d a ns les m oeurs sociales des co n so m m a te u rs qui se d irig e n t de plus en p lu s vers une a lim e nta tion préparée, p ratiqu e et g a rd a n t ses q u alités o rg a n o le p tiq u e s . C e vira g e a fo rcé les p ro fe s s io n n e ls vers l'e x p lo ita tio n de n o u v e lle s p ro d u c tio n s (P icoche, 1987). En France, la pro d u ctio n a n n u e lle est p a ssée de 5 0 0 to n n e s en 1981 à plus de 35000 to n n e s en 1989 (C arlin et al, 1990). Ces produits ont été récem m ent introduits aux Etats-Unis, puis au Canada.
Les p ro d u its de "4 'è m e ga m m e " so n t des v é g é ta u x fra is, lavés, parés, d é co u p é s, p rê ts à l'e m p lo i, co n d itio n n é s g é n é ra le m e n t en sa ch e ts p la stiq u e s (C ham broy, 1989).
C e tte n o u v e lle g a m m e c o m p re n d les s a la d e s p ré d é c o u p é e s (Ic e b e rg . R om aine, Scarole, etc.), les légum es en rondelles ou en bâtonnets (carotte, céleri, n a vet,p oire au, pom m e de terre, etc.), les légum es râpés (carotte, choux, etc.) et les lé g u m e s e n tie rs (radis et épinard). Ju sq u 'à m a in te n a n t les fru its sont peu utilisés pour le con dition nem ent en produits de la 4 ième gamme.
1.2 Caractéristiques des Produits de 4'è m e gamme
Les é ta p e s de fa b rica tio n des produits de 4 iè m e gam m e (lavage, parage et coupe) les rendent plus vulnérables à la détérioration que les légum es entiers. La p e rte de q u a lité de ces p rodu its est p rin cip a le m e n t due à deux fa cte u rs: les c h a n g e m e n ts p h y s io lo g iq u e s et la p ro lifé ra tio n m icro b ie n n e . C es e ffe ts se tra d u is e n t par l'a lté ra tio n organ olep tique des produits com m e le dé velop pem ent du brunissem ent, la perte de texture et l'apparition des m aladies.
1.2.1 E ffets de la découpe sur l'activité p h y s io lo g iq u e et les
altératio ns b io chim iqu es
La d é co u p e c o n stitu e un stress pour le tissu vé g é ta l et m o d ifie son activité p h y s io lo g iq u e . Les c h a n g e m e n ts que l'on o b se rve so n t p rin c ip a le m e n t une stim ulation de la respiration à l'endroit de la blessure, la production d'éthylène de stress et une pe rte de l'inté grité cellula ire con duisa nt à la m ise en contact des enzym es avec leurs substrats (Rolle et Chism, 1987).
1.2.1.1 Activité physiologique
1.2.1.1.1 L'éthylène (C2H4)
L'é thylèn e est une horm one synthétisée par la plupart des végétaux. Elle joue un rôle dans la régulation de la croissance et de la sénéscence. Elle provoque la sén ésce n ce et a ccé lè re la détérioration des végéta ux après leur récolte (Kader, 1985). La plupart des changem ents de la couleur, de l'odeur et de la texture des fruits et légum es sont causés directem ent ou indirectem ent par l'éthylène (Rolle et Chism , 1987).
Le stre ss p h ysiq u e occasionné par la découpe entraîne une stim u la tion de la p ro d u ctio n d 'é th y lè n e que l'on nom m e "é th ylè n e de b le s s u re "(R o lle et Chism , 1987). La b le s s u re a po u r c o n s é q u e n c e d 'a u g m e n te r l'a c tiv ité de l'a cid e a m in ocyclop rop ano ïqu e synthétase (ACC) et de l'enzym e form ant l'éthylène (EFE) ou l'A C C o x y d a s e (W ata da et al, 1990). A insi, la p ro d u ctio n d 'é th y lè n e est m ultipliée pa r quatre chez des fraises (Rosen et Kader, 1989) et par vingt chez la tom ate après la découpe (W atada et al, 1990).
1.2.1.1.2 La Respiration
co n so m m e n t de l'o xyg è n e et re je tte n t du gaz ca rb o n iq u e . C 'e st un e xce lle n t ind ica teu r de l'a ctivité m é tabo lique global du tissu et par co n séqu ent représente un guide valable pour évaluer la conservation des produits végétaux (W ills, 1982). En gé n é ra l la d u ré e de vie d'un pro d u it vé g é ta l est ju s q u 'à un certain point inversem ent p ropo rtion nelle à son tau x respiratoire (Salunkhe, 1984).
Lors de la découpe, il se produit une stim ulation de la respiration qui se traduit par une hausse de la consom m ation d'oxygène et de la production de C O 2 (Carlin et coll, 1990). C e tte a u g m e n ta tio n du ta u x de re spiratio n a été o b se rvé e chez p lu sie u rs fru its co u p é e s dont la banane, le kiwi (Me G lasson, 1969), la tom ate (M encarelli et Saltveit, 1988), les poires et les fraises (Rosen et Kader, 1989).
L 'a u g m e n ta tio n de l'in te n s ité re s p ira to ire est re la tiv e m e n t fa ib le p o u r les légum es dé coup és com parée à celle des légum es râpés et des fru its tranchés. C e lle -c i est de 2 0 % et 4 0 % re s p e c tiv e m e n t p o u r les fe u ille s de sca ro le (C ham broy, 1989) et les fleu rettes de brocoli (Ballantyne, 1987). C ependant, elle est de 400% à 700% pour les carottes râpées ou tranchées (Carlin et al, 1990).
1.2.1.2 A ltératio n s biochim iques
Dans les tis s u s intacts, les enzym es re sp o n sa b le s du b ru n isse m e n t et leur su b strat sont sép aré s dans des com partim en ts ce llula ires différents. Lorsque le tissu est en d o m m a g é par la blessure, il y a destruction de la com partim entation cellulaire et activation du brunisssem ent enzym atique (BE) (R hodes et W ooltorton, 1978).
Le m é ca n ism e du BE fait inte rven ir deux réaction s p rin cipale s: La prem ière ré a ctio n c o n s is te en la s tim u la tio n de la sy n th è s e des d iffé re n ts co m posé s p h é n o liq u e s. La d e u x iè m e ré action im p liq u e l'o xyd a tio n p a r la PPO de ces co m p o sé s p h é n o liq u e s en p ré se n ce d '0 2 , en q u in o n e s qui se p o lym é rise n t sim ultaném ent en pigm ents bruns.
1.2.1.2.1 Biosynthèse des phénols
D eux vo ie s m é ta b o liq u e s sont im pliq uée s dans la syn th è se des com posé s phéno lique s. D 'abord, celle de l'acide shikim iq ue qui conduit à la form ation de la p h é n y la la n in e p u is c e lle des p h é n y lp ro p a n o ïd e s où la p h é n y la la n in e est d é s a m in é en a c id e tra n s -c in n a m iq u e qui est tra n s fo rm é e n s u ite en d ive rs co m posé s phénoliques (W alker, 1975).
1.2.1.2.1.1 Voie de l'acide shikim ique
La v o ie d e l'a c id e s h ik im iq u e im p liq u e la c o n d e n s a tio n du ph osph o é n o lp yru va te (PEP), issu de la glycolyse avec l'érythrose 4-phosphate, un in te rm é d ia ire de la voie des pentoses phosphate. Une série de réactions m ène à l'a cid e s h ikim iq u e qui est ensuite p h o sph orylé et com biné avec une deuxièm e m o lé c u le de PEP p o ur fo rm e r le pré p h a n a te via le ch o rism a te , p ré cu rse u r du try p to p h a n e . Le p ré p h a n a te perd une m o lé c u le de C O 2 p o u r fo rm e r le p h é n ylp yru va te ou le p -hydroxyph énylp yruva te qui subit une tra nsam inatio n pour fo rm e r la phénylalanine ou la tyrosine respectivem ent (W alker, 1975).
1.2.1.2.1.2 Voie des ph én ylp ro p an o ïdes
C ette voie com m en ce par la trans-é lim inatio n du groupem ent am m onium de la p h é n y la la n in e p o ur fo rm e r le tra n s-C in n a m a te . L'enzym e im pliq uée dans cette ré a c tio n est la p h é n y la la n in e a m m o n ia -ly a s e (P A L). Une fo is form é, l'acide cin n a m iq u e est rapidem ent conjugué avec d'autres com posés tels la coenzym e A, les acides quiniques ou shikim iques, ou à divers sucres.
A près une séq uen ce d'hydroxylation et de m éthylation, ces form es conjuguées so n t in co rp o ré s à des ph énols plus com plexe s te ls les flavo noid es, les acides benzoïques, la lignine etc...(W alker, 1975).
1.2.1.2.2 Les enzym es im pliquées dans le brunissem ent
1.2.1.2.2.1 La Phénylalanin e a m m o n ia -ly a s e (PAL)
La P A L est une e n zym e o m n ip ré s e n te che z les v é g é ta u x. E lle peut être c y to so liq u e ou m em branaire. Son poids m oléculaire m oyen est de 330 000. Elle est fo rm é e de q u a tre sous unités. Elle ne n é cessite pas de cofacteur. Son pH op tim um est de 8 .8 . E lle catalyse l'élim ination de l'am m onium et de l'hydrogène de la L־p h é nyla lanine pour form er l'acide cinnam ique. C ette réaction représente la p re m iè re é ta p e de la b io s y n th è s e du p h é n y lp ro p a n o ïd e c h e z les p la n te s s u p é rie u re s (Jones, 1984).
La P AL est régulée par ses produits de dégradation. Elle peut être inhibée par l'acide tra n s-cin n a m iq u e et l'acide coum arique (Jones, 1984).
P lu s ie u rs fa c te u rs pe u ve n t in flu e n ce r l'a ctivité de la PAL. Les fa cte u rs qui fa vo rise n t la sé n é sce n ce et le vieillissem e nt stim ulent son activité et les facteurs qui ra le n tis s e n t la sé n é sce n ce l'in h ib e . La lum iè re (Z ucker, 1965), l'é th ylè n e e x o g è n e (H yo d o et Y ang , 1978), les b le ssu re s (Ke et S a ltve it, 1989a), une a tm o s p h è re riche en C O 2 (S iriphanich et Kader, 1985a; Ke et S altveit, 1989b) in d uisen t l'au gm e ntatio n de l'acivité de la PAL chez les végétaux . Par contre, les b a sse s te m p é ra tu re s , l'a u xin e ou une faib le co n ce n tra tio n en o xyg è n e (1.5% ) (S iriph anich et K ader, 1985a; Ke et Saltveit, 1988; Ke et Saltveit, 1989a), l'apport e x o g è n e en ca lciu m , potassium ou 2,4 -D (Ke et S altveit, 1986) ré duise nt son activité .
1.2.1.2.2.2 La P o lyph éno loxydase (PPO)
La PPO est larg em e nt distribuée dans la nature. C 'est une enzym e ubiquiste ch e z les plantes. Elle est exclu sive m en t localisée dans les plastes des cellules saines et dans les m itochondries (Vaughn et coll, 1988). La PPO peut exister sous form e active ou latente. Elle peut être soluble ou m em branaire.
La p rin c ip a le ré a ctio n c a ta ly s é e par ce tte e n zym e e st l'o x y d a tio n des O- d ip h é n o ls en O -q u in o n e s , en p ré se n ce d 'o x g è n e . C es q u in o n e s so n t trè s instables et en absence d'agents réducteurs com m e l'ascorbate, ils sont réoxydés (n o n -e n zym a tiq u e m e n t) et se polym érisent alors pour form er un com posé coloré ca ra ctéristique du brunissem ent des tissus endom m agés.
La PPO peut aussi cata lyser !'hydroxylation des m onophénols en O -diphénols. C eci a po u r effet d 'a u g m e n te r le contenu en O ־diphénols qui seront tra nsfo rm és en O -quino nes et ultim em ent en pigm ents bruns indésirables (Butt et Lamb, 1981).
La PPO est une enzym e constitutive. Son activité chez la laitue Iceberg est cent fois plus élevée que celle de la PAL (Ke et Saltveit, 1989b).
1.2.1.2.2.3 la Péroxydase (POD)
E lle peut être cy to s o liq u e ou liée aux parois ce llu la ire s. Elle peut ca ta lyse r p lu sie urs type s de réactions. Elle est im pliquée dans l'oxydation des précurseurs de la lignine qui sont des phénols libres (M ader et Fussl, 1982).
C 'e s t la fo rm e liée de la p e ro xyd a se et non la fo rm e s o lu b le qui serait re sp o n sa b le de la lignification (Ke et Saltveit, 1988). C om m e la PPO, elle oxyde a u ssi les c o m p o s é s p h é n o liq u e s en p ig m e n ts bruns m ais ce u x-ci sont plus instables (Ke et Saltveit, 1988).
1.2.1.2.3 Autres symptômes de brunissement de la laitue
Le russet spot (RS) et le brown stain (BS) sont deux désordres physiologiques associés au brunisse m en t enzym atique chez la laitue Iceberg. Le RS est induit par l'éth ylène , ta n d is que le BS est causé par une atm osphère riche en C O 2 (Ke et Saltveit, 1988).
1.2.1.2.3.1 Le Russet spot (RS)
l'exp osition à quelqu es ppm d'éthylène et se caractérise par l'apparition de petites tâ ch e s ro usses le long de la nervure principale de la feuille. Dans des conditions sévères, ces tâ ch e s peuvent se propager jusqu'au limbe (Ke et Saltveit, 1988).
La s e n s ib ilité d e s tis s u s au RS d é p e n d de p lu s ie u rs fa c te u rs d o n t la con centratio n d'éthylène, la tem pérature d'entreposage, le niveau d '0 2 et de C O 2 , le c u ltiv a r et le degré de m aturité du produit.D es études au niveau ultrastructural on t d é m o n tré q u 'a u co u rs du d é v e lo p p e m e n t du RS c h e z la laitu e, deux c h a n g e m e n ts m a je u rs se m a n ife s te n t: !,é p a is s is s e m e n t de la p a ro i et le brunisse m en t du tissu (Ke et Saltveit, 1989a).
Le d é v e lo p p e m e n t du RS chez la laitue est accom pagné d'une augm entation de la P A L et du co n te n u en p h éno ls so lu b le s (H yodo et Y ang, 1978). Cela su g g è re que le m é tabo lism e phénolique est im pliqué dans le d é velop pem ent du RS ch e z la la itu e (Ke et S altveit, 1988). A insi, la d é co lo ra tio n du tissu pâle ré sulterait de l'accum ulation de phénols libres et de leur oxydation en quinones. Ke et S a ltv e it (1 9 8 8 ), on t d é m o n tré qu e le b ru n is s e m e n t du tis s u est p rin cip a le m e n t dû à l'accum ulation et à l'oxydation de deux groupes de phénols: les fla vo n o ïd e s et les dérivés d'acide chlorogénique. De plus, ils ont dém ontré que c'est la PPO et non la POD, qui oxyde ces com posés phénoliques en substances brunes étant donné la stabilité du brunissem ent du tissu.
1.2.1.2.3.2 Le Brown stain (BS)
Le BS est un au tre désordre physiologique de la laitue causé par l'exposition p ro lo n g é e à une atm osph ère riche en CO2 . Il a été observé chez la laitue Iceberg (S te w a rt et U ota, 1971; B recht et al, 1973; S iripha nich et Kader, 1985a; Ke et S altveit, 1989b) et chez la laitue Rom aine (Lipton, 1987).
L e s s y m p tô m e s du BS se c a ra c té ris e n t p a r le b ru n is s e m e n t du tissu é p id e rm iq u e sous fo rm e de lésions qui se m anifeste nt après le tra n sfe rt de la
laitu e de l'a tm o sp h è re riche en C O 2 à l'air (Ke et Saltveit, 1989b). L'intensité du b ru n is s e m e n t se ra it en corrélation étroite avec le contenu en phénols solu bles (S irip h a n ic h et K ader, 1985a, Ke et Saltveit, 1989b). Ces m êm es au teu rs ont sug géré que la PAL n'est pas le facteur qui contrôle la production phénolique chez la laitue Iceberg dans des conditions de stress CO 2 . Lipton (1987) a dém ontré que la laitu e R om aine est aussi sensible à une form e de désordre qui ressem ble au BS d e la la itu e Ic e b e rg . C e p e n d a n t, les m é c a n is m e s p h y s io lo g iq u e s et b io ch im iq u e s de ce désordre sont peu connus.
1.2.2 Effets de la découpe sur les altérations microbiologiques
Les tissu s en dom m ag és sont plus vulnérables à l'altération m icrobienne (Carlin et al, 1990). La pe rte de l'intégrité du tissu et l'apport en n u trim e n ts fa cilite nt l'invasion des m icroorganism es (King et Bolin, 1989).
U ne g ra n d e v a rié té de m icro o rg a n ism e s p e u ve n t c ro ître su r les fru its et lé g u m e s de 4 ¡é m e gam m e. La plu p a rt des b a cté rie s iso lé e s des légum es s e c rè te n t des en zym e s pectinolytiques et e n tra în e n t la d é sin té g ra tio n du tissu. Parm i ces bactéries, on com pte les genres Erwinia et P seud om o nas.
Les b a cté rie s E rw in ia c a ro to vo ra et P s e u d o m o n a s m a ra in a lis ont été isolées su r des salades de 4¡©m e gamme. (B rocklehurst, 1987; N 'guyen-T he et Prunier, 1987). Parm i les bacterie s lactiques, L e u co n o sto c m e s e n te ro ïd e s est le principal m icro o rg a n ism e identifié (Denis et Picoche, 1986; C arlin et al, 1989). Les études co n ce rn a n t la m icro biolo gie des produits de 4 ¡ém e gam m e ne m entionnent pas de co n ta m in a tio n par des m oisissures. Les atm osphères m odifiées dans les sachets e m p ê ch e n t gé néralem ent leur prolifération (Carlin et al, 1990).
Les fru its et les légum es peuvent être co n tam in és par des m icro org anism es p a th o g è n e s et les risq u e s d 'in to xica tio n pa r des pro d u its de 4 j è m e gam m e c o n c e rn e n t su rto u t les m icro org anism es po uvant se d é v e lo p p e r à 4°C. Ainsi,
Y e r s in ia e n t e r o c o lit ic a . A e r o m o n a s h v d r o p h ila et L is te ria m o n o c v to a e n e s p ré se n te n t un risque potentiel dans ces produits (Carlin et al, 1990). C ependant, une é tu d e sur la laitue Iceberg coupée et entrep osé e sous AC a m ontré que la q u a lité m ic ro b io lo g iq u e de la laitu e est d e m e u ré e s a tis fa is a n te au co u rs de l'entreposage. De plus, aucun pathogène n'a été détecté (Barriga et al, 1991).
1.3 Conservation des produits de la 4'è m e gam me
La co n s e rv a tio n des p rodu its de la 4 'è m e g a m m e n é c e s s ite une m a îtrise a d équ ate des m éthodes de préparation, une optim isation de la chaîne de froid et des co n d itio n s d'em ba lla ge sous atm osphères contrôlées ou m odifiées.
1.3.1 Influence des méthodes de fabrication
Bolin et al (1977), ont m ontré que l'utilisation de couteaux à lam e tranchante, un m inim um de bris des cellules, l'essorage du produit et la réduction de la charge m ic ro b ie n n e in itia le c o n trib u e n t à l'e xte n sio n de la du rée de vie de la laitue cou pée .
1.3.2 Influence de la tem pérature
La te m p é ra tu re est le facteur le plus im portant qui affecte la durée de vie des produits de 4 'èm e gam m e. Elle influence la cinétique des réactions enzym atiques et des autres réactions chim iques (Bolin et al, 1977). Il est essentiel que les fruits et légum es de 4 ièm e gam m e soient entreposées à une tem pératu re au dessus du p o in t d e c o n g é la tio n p o u r p ré s e rv e r leur fra îc h e u r (B o lin et al, 1991). E n re sp e cta n t la cha îne de froid, la durée de con serva tion des produits de 4 iè m e ga m m e est d'environ de 5 à 7 jours à 4°C (Carlin et al, 1990). Ainsi, des laitues entières en treposées à 2°C ont une durée de vie de 26 jours com parée à 10 jours à 10°C (Bolin, 1977).
co m p o sitio n de l'atm osphère des em ballages en jou ant sur la te n e u r en oxygène et en gaz carbonique.
1.3.3 Influence de l'atmosphère contrôlée (AC) ou modifiée (AM)
L 'e n tre p o s a g e sous AC ou AM consiste à a u g m e n te r la te n e u r en C O 2 et à d im in u e r la te n e u r en O 2 de l'atm osphère en tou ran t le produit. Dans le cas de l'AC, l'air est rem placé par un m élange gazeux optim al qui est m aintenu constant et dans le cas de L'AM , la com position gazeuse désirée est obtenu par l'activité respiratoire du produit et par le biais de la perm éablité du film d'em ballage.
L 'e n tre p o sa g e des fruits et légum es dans des atm osph ère s riches en C O 2 et p a uvre s en O 2 ralentit l'activité physiologique et préserve ainsi les substances de ré serve (K ad er et al, 1989). Selon Zagory et Kader (1988), la lim ite de tolérance au C O 2 éle vé dim inue avec une réduction de l'0 2 . C es m êm es auteurs précisent que les vég éta ux coupés ont des barrières plus faibles à la diffusion des gaz et par c o n s é q u e n t to lè re n t de plus fo rte s c o n c e n tra tio n s de C O 2 et de plus faibles c o n c e n tra tio n s d '0 2 que les végétaux entiers. Selon H uxsoll et Bolin (1987), les n ive aux d'C>2 et de C O 2 les plus efficaces doivent être établis pour chaque type de produit.
1.3.3.1 Effets bénéfiques de l'AC/AM
La d im in ution du niveau d'C>2 et l'augm entation du niveau de C O 2 entraîne une ré d u ctio n du ta u x de respiratio n, de la b io synthè se et de l'action de l'éthylène (Kader, 1986).
L 'e n tre p o s a g e so u s A C /A M co n serve la c o u le u r des p ro d u its e n tie rs en ré d u is a n t la d é g ra d a tio n d e s p ig m e n ts n o ta m m e n t la c h lo ro p h y lle , les caro té n o ïd e s et les anthocyanes (W eichman, 1986).
L'AC peut p ré ve n ir ou réduire le d é velop pem ent du b ru n isse m e n t associé à l'oxydation des phénols. Le C O 2 réduit la synthèse des phénols et inhibe l'activité
de la PPO chez la laitue Iceberg (S iriphanich et Kader, 1985a). Une atm osphère pauvre en O 2 en réduisant l'activité de certaines oxydases et oxydoréductases a ralenti le dé velo p p e m e n t du brunissem ent chez les cham pignons (M urr et Morris, 1974). De plus elle a inhibé l'activité de la PAL et la synthèse des phénols chez la laitue lceb erg (K e et Saltveit, 1989).
S ingh et al (1972) ont tro u vé que 2.5 % O 2 et 2 .5 % C O 2 est la m eilleure com binaison gazeuse pour prolonger la durée de vie de la laitue entière.
Une atm osph ère m odifiée com posée de 1 à 3% d '0 2 et 5 à 6% de C O 2 permet de co n se rve r la laitue Iceberg coupée pendant 14 jours à 5°C et de doubler sa durée de vie par rapport au tém oin (Ballantyne et al, 1988).
1.3.3.2 Effets négatifs de l'AC/AM
C e rta in s v é g é ta u x en fo n ctio n de leu r e sp è ce , leu r v a rié té et leu r stade p h y s io lo g iq u e m a n ife s te n t de s tro u b le s p h y s io lo g iq u e s au c o u rs de leur c o n se rva tio n dans des atm osph ère s tro p riches en C O 2 ou trop pauvres en 0 2 (Lipton et al, 1972).
Lo rsqu e le niveau d '0 2 est tro p bas (< 1%) ou que le niveau de C O 2 est trop élevé (>2 0 %), il peut y avoir passage d'un m étabolism e aérobie à un m étabolism e a n a érobie avec co m m e conséquence l'accum ulation d'éthanol et d'acétaldéhyde dans les tissus (Kader, 1986).
Une con centratio n élevée de C O 2 peut avoir des effets néfastes sur la couleur durant l'entreposage sous atm osphère m odifiée et suivant le transfert à l'air. C hez la laitue, le brunisse m en t du tissu qui accom pagne le BS ne se m anifeste qu'après le tra nsfe rt du produit à l'air (Siriphanich et Kader, 1985a).
Si une AM p e rm e t une pré se rva tio n vo ire une a m é lio ra tio n se n sib le de la qualité des fruits et légum es, l'établissem ent de concentrations en C O 2 excessives ou de c o n d itio n s d 'a n a é ro b io s e pe uvent selon les cas s 'a vé re r extrê m e m e n t
préjudiciable (C arlin et al, 1990). Il existe des concentrations optim ales d'C>2 et de C O 2 p o u r c h a q u e ty p e de p ro d u it. E lles son t in flu e n c é e s p a r la s tru c tu re anatom ique, la résistance aux échanges gazeux, le stade de m aturité du produit e tc... (K ader, 1 9 8 5 ).C es c o n ce n tra tio n s d o ive n t ê tre d é te rm in é e s de m anière systém atique pour chaque type de produit.
1.4 Hypothèse et objectifs
Le but de notre recherche vise à établir les conditions d'AC /AM pour prolonger la durée de conservation des laitues de 4 'èm e gam m e fabriquées au Québec.
H ypo thèse
Un choix ju d icie u x du niveau de CO2 et d '0 2 dans l'atm osphère d'entreposage peut p ré ve n ir le bru n isse m e n t des laitues de 4 ièm e gam m e et a u g m e n te r leur durée de vie à 4°C.
O bjectifs
1) D é te rm in e r l’atm osph ère optim ale en O 2 et en C O 2 pour la conservation des laitues Iceberg et R om aine coupées
2 ) E tu d ie r l'e ffe t d 'u n e c o n c e n tra tio n é le v é e de C O 2 s u r le m é ta b o lis m e ph énolique de la laitue Rom aine.
C h ap itre 11
DETERM INATION DES CONDITIONS OPTIMALES EN C O ? ET
EN
09
POUR LA CONSERVATION DES LAITUES ICEBERG ET
2.1 Introduction
Le s tre s s q u e s u b is s e n t les p ro d u its de 4 ή m e g a m m e lors de leur c o n d itio n n e m e n t, les rend plus vu ln é ra b le s au x d é té rio ra tio n s p h ysio lo g iq u e et m icrobienne. En effet, la durée de vie de ces produits ne peut exceder 5 à 7 jours m algré le m aintien de la chaîne de froid.
C he z la laitue de 4 ièm e gam m e, la perte de qualité provient principalem ent du brunisse m en t en zym atiq ue (BE) dû aux blessures et à une atm osphère trop riche en C O 2 (Brown stain). Le BE apparaît suite à l'accum ulation et à l'oxydation des p h é n o ls pa r les p o lyp h é n o lo xyd a se s (PPO ) et les p é ro xyd a se s (PO D ) en O- q u in o n e s qui se p o lym érise nt rapidem ent en pigm ents de cou leur fonçée (Ke et S altveit, 1988).
Il a été d é m o n tré que l'utilisatio n des A C /AM peut p ré ve n ir ou d im in u e r le b runissem ent de la laitue entière. En effet, le C O 2 peut inhiber l'activité de la PPO (S iriphanich et Kader, 1985a) et une atm osphère pauvre en O 2 réduit l'activité de la P AL et la syn th è se des phénols (Ke et Saltveit, 1989) che z la laitue Iceberg. C e p end ant, une co n centratio n inadéquate en C O 2 peut e n traîner des désordres p h ysiolog iq ues et une détérioration rapide de la laitue qui se m anifeste lorsque le produit est tra nsfé ré à l'air am biant (Siriphanich et Kader, 1985a).
La déterm ination des concentrations optim ales en C O 2 et en O 2 pour plusieurs fruits et légum es entiers a été effectué (Brecht, 1980; Kader, 1985). C ependant, les vég éta ux coupés ont m oins de barrières à la diffusion des gaz et par conséquent ils to lè re n t de plus fortes concentrations de C O 2 et de plus faibles concentrations d '0 2 (K ader et Z a g o ry , 1989). Ainsi, il est im portant de d é te rm in e r de m anière s y s té m a tiq u e p o u r cha cun des p ro d u its les co n c e n tra tio n s o p tim a le s de leur co n serva tion.
Les é tu d e s su r la c o n s e rv a tio n des la itu e s de 4 iè m e g a m m e son t peu n o m b re u s e s . D es é tu d e s en AM ont d é m o n tré que les s a la d e s dé co u p é e s
su p p o rte n t sans dom m ages p h ysiolog iq ues de trè s faib les ta u x d '0 2 ( 1%) mais que la privation d 'O 2 peut en traîner des lésions im portantes. Ils ont dém ontré que de s a tm o s p h è re s e n ric h ie s en C O 2 et a p p a u vrie s en O 2 p e u ve n t a m é lio re r l'aspect de sacs de sala des (C ham broy et N'guyen The, 1989). B allantyne et al. (1988) ont m ontré que la laitue Iceberg coupée peut être con servé e pendant 14 jo u rs à 5°C sous une AM contenant 1 à 3% d'C>2 et 5 à 6 % de C O 2 . A m stro ng (1990), a rappo rté qu 'une atm osphère m odifiée contenant à l'équilibre 13.5% de C O 2 et 0.85% d '0 2 perm et de m aintenir la fraîcheur de la laitue Iceberg coupée.
C ette étude vise à déterm iner les conditions optim ales en C O 2 et en O2 pour la conservation à 4°C .des laitues Iceberg et Rom aine découpées
2.2 Matériel et méthodes
2.2.1 Préparation des laitues
Les laitues Iceberg (Lactuca sativa L) et Rom aine (Lactuca sativa L) provenant d'un m arché local ont été découpées, lavées et désinfectées avec une solution de N aO C I à 100 ppm. les p ro d u its ont été pla cés dans des c o n te n a n ts scéllés herm étiquem ent et entreposés à l'obscurité à 4°C durant 16 jours.
2.2.2 Conditions des traitem ents
D eux expériences séparées ont été conduites. Dans la prem ière expérience,les co n te n a n ts ont été ba layés avec des a tm osph ère s d'azote co n ten ant en %C>2 ־ % C 0 2 : 21-0 (tém oin), 2 -2 , 2-5, 2 - 10, 2-15 avec un débit de 0.6 l/hr par contenant. D ans la deuxièm e expérience, des atm osphères contenant en % 0 2 ־% C 0 2 : 21-0 (tém oin), 2-10, 1.5-10, 1-10, 0.5-10 ont été utilisées.
L 'h u m id ité re la tive (HR) dans les c o n te n a n ts a été m a in te n u e près de la saturation en faisant passer les gaz à travers des hum idificateurs contenant une so lu tio n de sulfa te de cuivre (CUSO4 ) à 5% pour e m p ê ch e r la co n tam in ation m icro bien ne.
La com position en C O 2 et en O2 des atm osphères a été vérifiée régulièrem ent par GC (Perkin E lm er 8500).
2.2.3 E c h a n tillo n n a g e
A cha que date d'échantillonnage, un contenant par tra ite m e n t a servi pour les a n alyses suivantes: analyse organoleptique, test colo rim étrique du brunissem ent, dosage des phénols solubles totaux et dosage des com posés volatils. Au huitièm e jo u r d 'e n tre p o sa g e , un co n ten ant sup p lé m e n ta ire a été p rélevé pour le test de vie illisse m e n t.
2.2.4 Test de viellissem ent
Le te st de vie illisse m e n t vise à é va luer l'effet résiduel des tra ite m e n ts sur la q u a lité o rg a n o le p tiq u e des la itu e s. Les la itu e s p ré le v é e s au h u itiè m e jo u r d 'e n tre p o sa g e ont été aérées à tem pératu re am biante durant deux heures avant d'être e n tre p o sé e s par la suite à 13°C durant 22 heures dans des conditions de HR élevée.
2.2.5 A n a ly s e organ olep tiq ue
L 'a n a ly s e o rg a n o le p tiq u e a été e ffe ctu é pa r un panel de 4 d é g u s ta te u rs p ré a la b le m e n t e n tra în é s. Le panel a éva lué l'a p p a re n ce générale, le degré de b ru n isse m e n t, la texture , le goût et l'odeur des laitues selon l'échelle hédonique d é velop pée par K ader et al. (1973) (9 pour excellent, 5 pour acceptable et 1 pour m édiocre).
2.2.6 Test colorim étrique du brunissement
C ette m é thod e o b jective de m esure du brunissem ent a été
chou haché par Y ano et al. (1986). Dans le cas de la laitue, cette m esure a été effectuée à partir des culots hum ides recueillis lors du dosage des phénols.
(C olorgrad 1000, Pacific Scientific, S ilver Spring, Md) selon l'échelle de H unter L, a, b. Le brunissem ent est exprim é par le param ètre "a" qui varie du vert au rouge, la va le u r de “a" augm entant avec le brunissem ent.
2.2.7 Dosage des phénols totaux
Les phénols totaux ont été dosés à partir du tissu pâle et des tiges centrales des fe u ille s où le brunisse m en t est le plus apparent. C inq gram m es de tissu ont été e xtra its avec 10 ml de m éthanol à 95%. L'échantillon a été ensuite hom ogénéisé p e n d a n t 30 s e c o n d e s puis c e n trifu g é à 1500 rpm p e n d a n t 10 m in u te s. Le s u rn a g e a n t a été e n su ite filtré. Le do sage des ph énols a été effe ctu é selon la m é th o d e de S ingleton et Rossi (1965). A 0.5 ml du filtrat, ont été ajouté 6.5 ml d 'e au d é ionisé e, 1.0 ml du ré a ctif de F o lin -C io ca lte u et 2.0 ml de N a2 CC>3 à 17 .5% . Le to u t a é té c h a u ffé au bain m a rie p e n d a n t 20 m in à 40°C . La con centratio n des phénols a été déterm inée par spectrophotom étrie à 760 nm. La co u rb e d'étalon a été établie à partir d'une solution con centrée d'acide caféique (0.15 mg / ml).
2.2.8 Dosage des com posés volatils
Le d o s a g e de !'a c é ta ld é h y d e et de l'é th a n o l p e rm e t de d é te rm in e r les c o n d itio n s d'AC qui fa vo rise n t l'an aérobiose che z le produit. Le do sage de ces c o m p o sé s vola tils a été e ffectué avec la m éthode du gaz de tê te (K im m erer et K o zlo w ski, 1982). Q u a tre gram m es de laitue h a chée ont été placés dans des b o u te ille s à gaz de tê te de 20 ml et scellés herm é tique m en t. L'extraction des v o la tils a été e ffectué par cha uffa ge des éch a n tillo n s à 90°C du ran t 30 m inutes d ans une unité autom a tiqu e à tem pérature contrôlée (H ew lett-P ackard 5890 Gaz chrom atograph). Le program m e de tem pérature a été le suivant: 35°C pendant 10 m in, 10°C /m in ju sq u 'à 150°C. Les te m p é ra tu re s de l'in je cte u r et du dé tecte ur o n t été re sp e ctive m e n t de 225°C et 250°C . Les pics ont été inté gré s (H ew lett
P a c k a rd , m o d e l 3 3 9 0 A ) et id e n tifié s p a r c o m p a ra is o n à d e s é ta lo n s c o rre sp o n d a n ts.
2.2.9 Traitem ents des données
L 'a n a ly s e de v a ria n ce a été effe ctu é e selon le d is p o s itif fa c to rie l en blocs co m p le ts (S teel et T orrie, 1980). Le test de Duncan a été utilisé pour séparer les m oyenn es. L'analyse couvre deux répétitions. Les résultats sous form e de tables et de g ra p h iq u e s son t les m o yenn es de d e ux ré p é titio n s et re p ré se n te n t les ré sultats de la laitue Iceberg seulem ent, car la ten da nce a été la m êm e pour les d eux laitues. Les résultats de la laitue Rom aine se trouvent en annexe.
2.3 R ésultats
La q u a lité des laitues découpées entreposées à l'air et sous 2 % 0 2 2 %־ C O 2 s'e s t d é té rio ré e ra pide m en t après 4 jours d'entreposage. Ainsi, on observe une b a is s e s ig n ific a tiv e (P <0.001) de la qu alité visu e lle des p ro d u its (apparence) (F ig u re 1) due p rin cip a le m e n t au dé veloppem ent du brunisse m en t de blessures (F igure 2).
L 'e n ric h is s e m e n t de l'atm osphère en C O 2 a été bénéfique pour la qualité des laitues. En effet, le C O 2 à partir de 5% a réduit de façon significative (P<0 .00 1 ), le b ru n is s e m e n t de b le s s u re s , n o ta m m e n t e n tre le 4 iè m e et le ־I 2 iè m e j our d 'e n tre p o sa g e (Figure 2). C ependant, chez la laitue Iceberg entreposée sous 15% C O 2 , nous a vo n s o b se rvé au I 6 iè m e j 0Ur d 'e n tre p o s a g e , l'a p p a ritio n d'une colo ratio n brun-rosé en surface, ce qui a augm enté sensiblem ent le brunissem ent du pro d u it (Figure 2 ). C es m êm es lésions brunes rosées se sont m anifestées lors du te s t de viellissem e nt au 8 ième jou r d'entreposage (Tableau 1).
Le C O 2 a ég alem ent induit le développem ent de tâches brunes sur certaines tiges de laitue R om aine sans toutefois avoir d'im pact im portant sur la qualité visuelle du produit.
La réduction de l'0 2 en dessous de 2 % en présence de 10% C O 2 a am élioré d a va n ta g e la q u a lité visue lle des laitues (F igure 4). N ous avons observé l'effet bé néfique de l'abaissem ent de l'C>2 sur le brunissem ent jusq u'à 1% (Figure 5). Par c o n tre , c h e z les la itu e s e n tre p o s é e s sou s 0 .5 % d ’0 2 , il s'e st pro d u it une in te n s ific a tio n du b ru n isse m e n t à p a rtir 8 'è m e jo u r d 'e n tre p o s a g e (F igure 5). C e p e n d a n t, lors d 'e xp é rie n ce s ultérieures, cette in te nsificatio n du brunissem ent ne s'est pas m anifestée.
Le te s t de vie illisse m e n t n'a pas m ontré d'effet négatif du tra item e nt avec 10% C O 2 et 1% O 2 sur la qualité des laitues (Tableau 4).
Le contenu en phénols solubles des laitues a augm enté sensiblem ent après 8 jo u rs d 'e n tre p o s a g e à l'a ir (F ig u re 3). C e c h a n g e m e n t a c o in c id é avec
l'inte nsificatio n du brunissem ent du produit (Figure 2).
Par contre la te n e u r en phénols est dem eurée sensiblem ent plus faible. Il y a eu une baisse sign ifica tive (P<0.001) puis une stabilisation par la suite.
T o u te fo is , le co n te n u en ph éno ls des laitu es e n tre p o sé e s sous 15% C O 2 a a u g m e n té s e n s ib le m e n t au I 6 ième jo u r d'e n tre p o sa g e ce qui co ïn cide avec le brunisse m en t en surface décrit auparavant.
Lorsqu'on com pare les tém oins dans l'air aux laitues entreposées sous 2%C>2־ 2 % C 0 2 . c e lle s -c i p ro d u is e n t m oins de p h é n o ls (F igure 3) m a is b ru n isse n t pratiqu em e nt de la m êm e façon (Figure 2).
Le contenu en phénols n'a pas dim inué davantage avec l'abaissem ent de l'C>2 en d e sso u s de 2% (Figure 6 ). L'a ugm entation des phénols entre le S 'èm e et le 1 2 'em e jo u r d'e ntre po sage chez les laitues entreposées sous 0.5% d '0 2 coïncide avec l'inte nsificatio n du brunissem ent rapporté auparavant.
L'évalua tion de la texture des laitues a m ontré un léger ram ollissem ent du tissu durant l'entreposage sous les différentes AC (Tableau 1). Ce changem ent a été un peu p lu s m a rq u é c h e z la la itu e R o m a in e sous 15% C O 2 lors du te st de
vie illisse m e n t (Tableau 3).
Le g o û t c a ra c té ris tiq u e d e s la itu e s s 'e s t a lté ré s e n s ib le m e n t d u ra n t l'e n tre p o sa g e et ce, pour tous les tra item e nts (Tableau 2). De plus, la laitue sous 15% a d é ve lo p p é une légère od eur d é sagréab le au I 6 ièm e jo u r d'e ntre po sage . Au 4 ièm e jo u r d 'e n tre p o sa g e le panel a détecté une légère od eur d'alcool chez les laitues entrep osé es sous 0.5% d '0 2 ·
L'analyse du contenu en acétaldéhyde et en éthanol des laitues n'a pas révélé de ch a n ge m en ts sign ifica tifs durant l'entreposage sous les atm osphères riches en CC>2· La te n e u r des com posés a varié de 4 à 25 ppm dans tou s les traitem ents et ce la m a lg ré le d é v e lo p p e m e n t d 'o d e u rs in d ésirab les chez la laitue entrep osé e sous 15% C 0 2
-Par contre, il y a eu une augm entation sensible du contenu en éthanol (Figure 7) chez les laitues Iceberg entreposées sous 0.5% 0 2 et 10% C O 2 .
2.4 Discussio n
La laitue, co n tra ire m e n t à d'autres produits com m e la pom m e et la pom m e de te rre , b ru n it trè s le n te m e n t su ite aux blessures. Selon Ke et S a ltve it (1988), l'a u g m e n ta tio n des ph énols est un fa cte u r lim itant du brunisse m en t de la laitue Iceb erg . La PPO étant une enzym e constitutive, son potentiel o xyd atif dem eure a sse z élevé d a ns le tissu. En effet, nous avons o b servé une a u g m e nta tion du contenu en phénols avec l'intensification du brunissem ent des laitues entreposées à l'air. C e p e n d a n t, le fa it que les laitues e n tre p o sé e s sous 2 % 0 2 -2 % C O 2 p rodu isent m oins de phénols mais brunissent pratiquem ent de la m êm e façon que les té m o in s dans l'air suggère que la dim inution du contenu en phénols seule a peu d 'e ffe t sur le co n trô le du bru n isse m e n t de blessure des laitues Iceberg et R o m a in e . S irip h a n ic h et K a d e r (1985a), ont m o ntré que le C O 2 co n trô le le b ru n isse m e n t en réduisant la synthèse des phénols et l'activité de la PPO. Selon
nos résultats, le contrôle du brunissem ent par le C O 2 serait due principalem ent à l'inhibition de l'activité de la PPO.
La d é co lo ra tio n du tissu pâle, observé e chez les laitues Iceberg et R om aine ressem ble aux dé sord res du BS rapportés par Brecht et al (1973) et Lipton (1987). L'apparition du BS au 16ièm e jou r a coïncidé avec l'augm entation de la te n e u r en ph é n o ls des laitu es e n tre p o sé e s sous 15% C O 2 . En effet, S iripha nich et Kader (1 9 8 5 ), o n t d é m o n tré une a u g m e n ta tio n de la s y n th è s e des p h é n o ls avec l'ap paritio n du BS chez la laitue Iceberg. D 'après nos résultats, la laitue Iceberg sem ble plus se n sib le au BS que la laitue R om aine. L'in tensité du BS a été plus forte chez la laitue Iceberg que chez la laitue Rom aine entreposée sous 15% C O 2 . Ces ob serva tions concordent avec celles rapportées par Lipton (1987) sur la laitue R om aine entière. Selon ce m êm e auteur, cette différence serait due au fait que la laitue Iceberg c o n tie n t une plus grand e propo rtion de tissu blanc que la laitue R om aine.
L 'a cce n tu a tio n du b ru n isse m e n t et le d é ve lo p p e m e n t de l'a n a é ro b io se des laitues observés sous 0.5% d '0 2 suggèrent qu'en dessous de 1% l'effet bénéfique de I' O 2 dim inue. Il est proba ble que l'accum ulation des produits du m étabolism e a n a é ro b ie con duit à la d é sorg anisa tion ce llu la ire et à une a ctivité enzym atique in co n trô lé e (R hodes, 1980; M acheix et al, 1990). Ainsi, le brunisse m en t du tissu o b se rvé dans ces co n d itio n s serait fa vo risé par une perte d 'in té g rité du tissu vé g é ta l et une plus g ra n d e a cce ssib ilité du su b stra t au x PPO qui de m eu ren t relativem ent actives dans ces conditions (M urr et Morris, 1974).
La perte de te xtu re du tissu végétal résulte p rin cipale m en t du ram ollissem ent de la paroi cellulaire et de la perte de turgescence des cellules. Le ram ollissem ent plus m arqué des laitues en treposées sous 15% C O 2 peut s'e xp liq ue r par l'action néfaste du CO 2 sur le tissu végétal. En effet, le C O 2 peut augm enter le pH du tissu en stim ulant la synthèse de com posés basiques (p. ex les am inés) chez la plante,
qui est une réaction de défense contre l'acidification (File et Fram pton, 1935).
Ce changem ent po urrait affecter les com posa nte s des parois sensibles au pH, c o m m e la p e c tin e . U ne te n e u r é le v é e en C O 2 p e u t a u s s i a u g m e n te r la p e rm é a b ilité des m em branes ce llula ires à l'eau (Lougheed, 1987), ce qui aurait po u r effet de dim inuer la turgescence cellulaire.
Le contenu en a cé ta ld é h yd e et en éthanol des laitues en tre p o sé e s n'ont pas m o n tré de d iffé re n c e s m a rqu ées en tre les d iffé re n te s a tm o sp h è re s m algré les odeurs alco olisées détectées par le panel chez les laitues entreposées sous 15% C O 2 . Il est probable que les conditions dans lesquelles l'expérience a été m enée n o ta m m e n t l'utilisation du balayage en continu peut réduire la con centratio n des com posés volatils dans le tissu.
2.5 C onclusion
Parm i les différentes AC étudiées, 10% C O 2 et 1% O2 est optim ale pour la
conservation des laitues Iceberg et Rom aine de 4 ¡ém e gam m e. Cette atm osphère perm et un contrôle acceptable du brunissem ent de blessures et présente peu de risques au développem ent du BS et d'anaérobiose du tissu. Le tem ps de
conservation des laitues sous cette AC a doublé par rapport à celui des tém oins à l'air.
a> c (0 Û. LU O z LU Œ < CL 0. < D U R E E □ ,E N T R E P O S A G E (Jours)
1
6
1 2 D U R E E D 'E N T R E P O S A G E (J o u rs )BRUNISSEMENT
[a
(L
ab
)]
־ 200 ־ 160 ־ 120 ־ 80 ־ 40 ־ 0 D U R E E D 'E N T R E P O S A G E (J o u rs ) ■ AIR E3 2%C02
M
5% C02 0 4 8 1 2 1 6 PH E N O L S (| ig /g M .F .)Tableau 1: V aleurs m oyennes de la texture (Panel) de la laitue Iceberg découpée en trep osé e à 4°C pendant 16 jours sous différentes AC.
Durée d 'e n tre p o sa g e (jours) Air % C O 2 1 2 5 10 15 0 9.0 - - - ־ 4 8.5 a 8.5 a 8.5 a 8.5 a 7.8 b 8 7.5 a 7.3 a 7.3 a 7.5 a 7.3 a 12 7.2 a 7.0 a 7.1 a 6.8 a 6.8 a 16 6.8 a 6.7 a 6.9 a 6.2 a 5.9 a 1C oncentration en 0 2 m aintenue à 2 %
Les m o y e n n e s d 'u n e m êm e rangée, s u ivie s de la m êm e lettre ne sont pas sig n ifica tivem e nt différentes selon le test de Duncan (P<0.05)
T a b le a u 2 : V aleu rs m oyennes du goût et de l'odeur (Panel) de la laitue Iceberg dé coupée entreposée à 4°C sous différentes AC.
D uré e d 'e n tre p o s a g e (jours) Air % C O 2 1 2 5 10 15 0 9.0 ־ ־ - -4 8.8 a 8.5 a 8.8 a 8.5 a 7.8 a 8 7.3 a 7.3 a 7.3 a 7.6 a 7.2 a 12 nd nd nd nd nd 16 5.2 ab 5.3 ab 5.7 a 5.7 a 4.2 b 1C oncentration en O 2 m aintenue à 2 % nd= non déterm iné pour la 2 ièm e répétition
Les m o ye n n e s d 'u n e m êm e rangée, s u ivie s de la m ê m e lettre ne sont pas sig n ifica tivem e nt différentes selon le test de Duncan (P<0.05)
T a blea u 3 : Effet de l'enrichissem ent en C O 2 de l'atm osphère sur la qualité de la laitue Iceberg au s 'è m e jou r d'entreposage et après le test de vieillissem ent.
A tm o sp h è re A p p a re n c e 3 B run issem e nt3 B run issem e nt T e xtu re 3 [ a (Lab)]
% 0 2 -% C 0 2
A V 1 A P 2 A V 1 AP2 A V 1 AP2 A V 1 AP2
2 1 -0 3.0 2.9 b 3.0 2.9 b 4.52 3.28c 7.5 7.0a 2-2 3.5 3.0 c 3.4 2.8 b 4.35 4.2 9a 7.3 6.9a 2-5 4.3 2 .6 c 4.3 2.4 c 2.72 4.51a 7.3 6.7a 2 -1 0 6.0 3.4 a 5.8 3.5a 2.10 3.96 b 7.5 6.4a 2 -1 5 6.2 2.4 c 5.6 2.3 c 1.85 3.82b 7.3 6.4a 1 Au jo u r 8
2 Après 2 hres à l'air am biant et 22 hres à 13°C 3 Panel
Les m oyennes suivies par la même lettre ne sont pas significativem ent différentes selon le test de D uncan (P<0.05)
v
c
(0 CL LU Oz
LU Π< CL Q. < D U R E E D 'E N T R E P O S A G E (J o u rs )DU R E E D 'E N T R E P O S A G E (J o u rs ) B R U N IS S E M E N T [a (L a b )]
D U R E E D ’E N T R E P O S A G E (J o u rs )
F igure 6 . Evolution du contenu en phénols de la laitue Iceberg dé coupée durant l'entreposage à 4°C sous différentes AC. Les m oyennes suivies de la m êm e lettre ne sont pas significativem ent différentes selon le test de Duncan (P<0.05).
■ AIR
m
2% 02 ₪ 1.5% 02 s c g O à f □ 0.5% 02 0 4 8 1 2 1 6 D U R E E D 'E N T R E P O S A G E (jo u rs )Figure 7 . Evolution du contenu en éthanol de la laitue Iceberg découpée durant l'entreposage à 4°C sous différentes AC. Les barres verticales
co rresp ond ent aux écarts-type.
ETHANO L (p p m )
T a blea u 4 : Effet de l'appauvrissem ent en 0 2 de l'atm osphère sur la qualité de la la itu e Ic e b e rg c o u p é e au 8 'è m e j o u r d 'e n tre p o s a g e et a p rè s le te s t de vie illisse m e n t.
A tm osphère A p p a re n c e 3 B ru n issem e nt3 B runissem ent T e xtu re 3 [ a (Lab)]
% 0 2 - % C 0 2
A V ־l AP2 A V AP2 A V AP2 A V ־I AP2
2 1 -0 3.4 3.3 b 2.8 3.3 c 1.97 4.16 a 5.8 4.7 a 2 -1 0 5.1 4.0 ab 5.1 4.7 ab -0.78 2.33 b 5.8 4.3ab 1.5-10 5.3 3.8 ab 4.6 4.3 b -0.85 2.05 b 6.0 4.1ab 1-10 6.1 4.5 a 5.8 5.2 a -0.83 0.47 c 6.5 4.8 a 0 .5 -1 0 4.8 3.7 ab 4.4 4.1 bc 0.14 1.60 b 6.0 3.2 b 1 Au jo u r 8
2 Après 2 hres à l'air am biant et 22 hres à 13°C 3 Panel
Les m oyennes suivies par la m êm e lettre ne sont pas significativem ent différentes selon le test de Duncan (P<0.05)
Chapitre III
EFFET D'UNE ATMOSPHERE RICHE EN CO? SUR LE
METABOLISME PHENOLIQUE DE LA LAITUE ROMAINE
3.1 Introduction
Nous avons dé m on tré dans le chapitre précédent qu'une atm osphère riche en g a z c a rb o n iq u e (C O 2 ) pe rm e t de p ré s e rv e r la q u a lité des la itu e s Iceb erg et R om a ine de 4 iè m e gam m e. C ependant, un niveau de C O 2 au dessus de 10% en tra în e le d é ve lo p p e m e n t d'un désord re ph ysiolog iq ue appelé brown stain (BS) qui se m anifeste par l'apparition de lésions brunes à la surface du produit.
Le d é v e lo p p e m e n t du BS de la laitue Iceb erg im pliq ue le m é tabo lism e des phénols. C ette relation a été observée notam m ent après le tra nsfe rt de la laitue de l'a tm o s p h è re rich e en C O 2 à l'air (S iriph anich et Kader, 1985a, Ke et Saltveit, 1989b). Ces m ê m e s a u te u rs sug g è re n t que l'a u g m e n ta tio n de la synth èse de ph é n o ls plu tôt que l'activité de la PAL se ra ie n t a sso ciée à ce désordre chez la laitue Iceberg.
Bien que les sym p tôm e s du BS de la laitue R om aine ressem blent en apparence à ceux de la laitue Iceberg, les m écanism es de ce désordre pourraient être différents vu la d iffé re n ce g é nétiq ue entre les deux variétés. N otre étude vise à étu dier le rôle du m é ta b o lism e p h é n o liq u e dans le d é ve lo p p e m e n t du BS chez la laitue R om aine entrep osé e sous une atm osphère riche en C O 2 .
3.2 Matériel et méthodes
3.2.1 Matériel végétal
La laitue R om aine (Lactuca sativa L.) a été obtenue d'un m arché local (Provigo, Q uébec, Qc.) et entreposée à 4°C. Les feuilles enveloppantes ont été ôtées et les dix fe u ille s suiva ntes ont été utilisées. C elles-ci ont été lavées, trem pées dans une solution de NaOCI à 100 ppm pendant deux m inutes puis rinçées et éssorées. Les m a n ip u la tio n s o n t été fa ite s à 10°C. Les fe u ille s on t été e n su ite ré p a rtis a lé a to ire m e n t d a ns des co n te n a n ts de 12 litres. C es d e rn ie rs ont été scellés he rm é tiq u e m e n t.
3.2.2 Conditions d'entreposage
Les laitues ont été en treposées pendant 7 jours à 4°C sous un balayage d'air ou de C O 2 (15% ). L 'h u m id ité dans les co n te n a n ts a été m a in ten ue près de la saturation en faisa nt passer les gaz à travers des hu m idificateurs stériles. Après 7 jo u rs , les fe u ille s on t été tra n s fé ré e s à l'a ir à 2 0 °C p e n d a n t 2 jo u rs . Les a tm osphères ont été vérifiées régulièrem ent par GC (Perkin Elm er 8500).
3.2.3 Evaluation du BS
Les n e rv u re s de s fe u ille s on t été e x a m in é e s v is u e lle m e n t p o u r e s tim e r l'étendue du désord re en utilisant l'échelle suivante: 0 pour les feuilles saines et 9 pour les feuilles avec les nervures com plètem ent brunies.
3.2.4 Activité de la PAL
La m é th o d e u tilis é e p o u r m e s u re r l'a c tiv ité de l'e n z y m e P AL est une m odificatio n de celle dé crite par Ke et S altveit (1986). Q uatre gram m es de tissu pâle ont été hom ogénéisés à 0 °C dans 16 ml de tam pon borate (pH 8.5) contenant du 2 ־m e rca p to é th a n o l et 0.4 g de p o lyvin ylp yrro lid in e insoluble. L'hom o gén at a été ensuite centrifugé à 25000 x g pendant 20 m inutes et le surnageant a été filtré sur papier W hatm an. L'activité de la PAL a été déterm inée en ajoutant 0.55 ml de phényla lanine 100 mM à 5 ml de l'extrait. Après chauffage à 40°C, l'absorbance a été m esurée à 290 nm après incubation du m élange réactionnel à 40°C pendant 1 heure. Une unité d 'a ctivité de l'enzym e se définit com m e la qu antité de PAL qui produit 1 (im o le d'acide cinnam ique sous les conditions spécifiées. L'activité de la PAL a été exprim ée en unités par gram m e de m atière fraîche.
